تنش شوری
در نشریات گروه آب و خاک-
در مناطق خشک و نیمه خشک تنش شوری و خشکی از مهم ترین مشکلات طبیعی محسوب می شود. با توجه به اینکه بیشتر مساحت کشور ایران در این دسته قرار دارد، استفاده از گیاهان مقاوم به این تنش ها می تواند فرصت های جدیدی برای بهره برداری از اقلیم های پرتنش کشور فراهم کند. این پژوهش به بررسی تاثیر سطوح مختلف خشکی و شوری بر زنده مانی و خصوصیات مورفوفیزیولوژیک نهال های یکساله سنجد پرداخته است. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و در سه سطح خشکی (شاهد 100، 66 و 33 درصد ظرفیت زراعی) و چهار سطح شوری (صفر، 4، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر) در گلخانه دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، از مرداد تا آبان به مدت 4 ماه انجام شد. در این تحقیق، محتوای کلروفیل و کاروتنوئید نهال ها مورد بررسی و اندازه گیری قرار گرفت. نتایج نشان داد که اثر تنش خشکی و شوری بر صفات اندازه گیری شده معنی دار است و افزایش این تنش ها منجر به کاهش محتوای کلروفیل و کاروتنوئید گردید. به طور خاص، میزان کلروفیل a برابر با 1/19 ، کلروفیل b برابر با 0/44، کلروفیل کل برابر با 0/94 و کاروتنوئید برابر با 0/39 میلی گرم در گرم وزن تر برگ مشاهده شد. در اثر متقابل تنش شوری و خشکی بر محتوای کلروفیل کل، در تیمارهای 66 درصد ظرفیت زراعی با سطوح نمک 4، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر به ترتیب کاهش های 9، 21 و 32 درصدی نسبت به شاهد مشاهده شد. همچنین، در تیمارهای 33 درصد ظرفیت زراعی، کاهش های 32، 40 و 45 درصدی نسبت به شاهد ثبت گردید.در مورد کاروتنوئیدها نیز، در تیمارهای 66 درصد ظرفیت زراعی و سطوح نمک مشابه، کاهش های 11، 13 و 17 درصدی نسبت به شاهد مشاهده شد. در تیمارهای با 33 درصد ظرفیت زراعی نیز کاهش های 13، 15 و 23 درصدی در میزان کاروتنوئید نسبت به شاهد ثبت گردید. این یافته ها نشان دهنده اثرات منفی قابل توجه تنش شوری و خشکی بر محتوای کلروفیل و کاروتنوئید در نهال های سنجد است. نتایج بر اهمیت مدیریت این تنش ها برای حفظ سلامت و بهره وری گیاهان تاکید دارد. انتخاب و پرورش گونه های مقاوم می تواند به افزایش استفاده از محیط های پرتنش کمک کرده و اثرات منفی این تنش ها را کاهش دهد.کلید واژگان: تنش شوری، تنش خشکی، اثر متقابل، محتوای کلروفیل، کاروتنوئیدGiven that the majority of Iran's land area consists of arid and semi-arid regions, the use of plants resistant to salinity and drought stress can provide a new opportunity for harnessing the potential of the country's highly stressful climates. Therefore, this research aimed to investigate the effects of different levels of drought and salinity on the survival and morphophysiological characteristics of one-year-old Russian olive seedlings. An experimental pot study was conducted in a completely randomized block design with three replications and three observations, at three levels of drought (control 100%, 66%, and 33% field capacity) and four levels of salinity (zero as control, 4, 8, and 12 dS/m), in the greenhouse of the Department of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, from August to November over a period of 4 months. In this study, the content of chlorophyll and carotenoids was examined and measured. The results of this study showed that the main and interactive effects of drought and salinity stress on the measured traits were significant. The main and interactive effects of drought and salinity stress led to a decrease in chlorophyll and carotenoid content. The lowest levels of chlorophyll a (19.1 milligrams per gram leaf weight), chlorophyll b (44.0 milligrams per gram leaf weight), total chlorophyll (94.0 milligrams per gram leaf weight), and carotenoid content (39 milligrams per gram leaf weight) were observed.Keywords: Salinity Stress, Drought Stress, Interactive Effect, Chlorophyll Content, Carotenoid
-
تنش شوری، از مهم ترین عوامل محدود کننده ی رشد و توسعه ی گیاهان در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود. برای کشت گیاه در این مناطق می توان با بهره گیری از روش هایی از کاهش عملکرد جلوگیری کرد. یکی از این روش ها، استفاده از محرک های رشد می باشد. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر مصرف اسید هیومیک و سیلیسیم بر رشد گیاه فلفل دلمه ای در سطوح مختلف شوری بود. این آزمایش در گلخانه تحقیقاتی دانشکده ی کشاورزی دانشگاه شیراز در سال 1398 به انجام رسید. تیمار با آب شور در 4 سطح 0، 1/7، 3/4 و 5/1 دسی زیمنس برمتردر طی دوره رشد به گلدان ها افزوده شد و از تیمارهای اسید هیومیک و سیلیسیم و کاربرد همزمان این دو برای کاهش اثرات شوری استفاده شد. اسید هیومیک در دو نوبت، هر نوبت 0/5گرم در کیلوگرم خاک به صورت خاکی اضافه گردید، سیلیسیم نیز به صورت محلول پاشی از منبع سیلیکات پتاسیم با غلظت 1% اعمال شد. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان داد که سطح 5/1 دسی زیمنس برمترشوری سبب کاهش 63% وزن خشک گیاه شد و درمیان تیمارهای بهبود دهنده، تنها اسید هیومیک توانست با 55% افزایش در زیست توده گیاه اثر معنی داری ایجاد کند. شوری همچنین سبب افزایش غلظت سدیم، کلسیم و منیزیم درگیاه شد، به این صورت که سطح شوری 5/1 دسی زیمنس برمترنسبت به شاهد، به ترتیب سبب افزایش 750%، 176% و 101% غلظت این عناصر شد. نتایج به دست آمده در خصوص تیمارهای بهبود دهنده نشان داد که کاربرد همزمان اسید هیومیک و سیلیسیم سبب افزایش 76% غلظت سدیم در گیاه و تیمار هیومیک سبب کاهش 28% غلظت کلسیم ریشه شد. با توجه به نتایج این تحقیق، تیمار اسید هیومیک بیشتر از تیمار سیلیسیم و نیز کاربرد همزمان اسید هیومیک و سیلیسیم توانست اثر های شوری را بیشترکاهش دهد.
کلید واژگان: آب شور، تنش شوری، محرک های رشد، مواد آلیSalinity stress is one of the most critical causes restricting plant growth and development in arid and semi-arid regions. It is possible to use strategies to prevent plant yield loss in these areas. One of these strategies is the use of growth stimulants. The purpose of this study was to look into the influence of humic acid and silicon consumption on bell pepper growth under different salinity levels. This experiment was carried out in the research greenhouse of the School of Agriculture, Shiraz University, in 2019. Salinity treatment as saline water had conductivities of 0, 1.7, 3.4 and 5.1 dS.m-1 and were added to the plants during the growth, while humic acid, silicon, and the simultaneous application of these two were applied to reduce the effects of salinity. Humic acid was added twice, each time 0.5 grams per kilogram of soil, and silicon was applied as a foliar spray from a source of potassium silicate with a concentration of 1%. According to the results, level 5.1 dS.m-1 of salinity decreased 63% of shoot dry weight, compared to the control. Among the stimulant growth treatments, only humic acid showed a significant effect on increased plant biomass and caused 55% increase in the dry weight of shoots and roots. Salinity significantly increased the concentration of sodium, calcium, and magnesium in the plant, resulting in 750% sodium, 176% calcium, and 101% higher magnesium for 5.1 dS.m-1 level of salinity compared to the control. The findings of the treatments revealed that each treatment generated changes in several plant features, for example, the simultaneous application of humic acid and silicon caused 76% increase in sodium concentration in the plant, and humic acid treatments caused 28% decrease in root calcium concentration. According to the results of this research, humic acid improved more than silicon treatment, and the simultaneous application of humic acid and silicon could reduce the effects of salinity.
Keywords: Growth Stimulants, Organic Matter, Salinity Stress, Water Salinity -
مدل سازی گیاهی از جمله روش های پرکاربرد برای شبیه سازی عملکرد گیاهان زراعی تحت مدیریت های مختلف مزرعه است. لیکن، توجه به حساسیت این مدل ها نسبت به پارامترهای ورودی می تواند عملیات واسنجی را بهبود بخشد و خطای شبیه سازی را کاهش دهد. در پژوهش حاضر، به تحلیل حساسیت مدل AquaCrop تحت تیمارهای تاریخ کاشت (D1: 15 اسفند و D2: 25 اسفند) کیفیت آب آبیاری (S1: آب کارون با متوسط شوری دو دسی زیمنس بر متر، S2: تلفیق آب کارون و زهاب با متوسط شوری 4 دسی زیمنس بر متر و S3: زهاب با متوسط شوری 6 دسی زیمنس بر متر) و رقم پنبه (C1: خورشید، C2: گلستان، C3: ساجدی و C4: خرداد) برای گیاه پنبه پرداخته شد. برای تحلیل حساسیت، پارامترهای بهره وری آب نرمال شده (WP*)، حداکثر ضریب تعرق گیاهی (KCTrx)، پوشش گیاهی اولیه (CC0)، ضریب رشد پوشش گیاهی (CGC)، ضریب کاهش پوشش گیاهی (CDC) و شاخص برداشت (HI) با استفاده از روش باون انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین حساسیت در دو پارامتر شاخص برداشت (69/0) و بهره وری آب نرمال شده (6/0) و کمترین حساسیت در دو پارامتر ضریب زوال پوشش گیاهی (02/0) و ضریب پوشش گیاهی اولیه (03/0) وجود داشت. افزایش زمان کاشت از D1 به D2 سبب افزایش حساسیت مدل AquaCrop نسبت به شاخص برداشت (19 درصد) و بهره-وری آب نرمال شده (15 درصد) و افزایش شوری از S1 به S3 سبب افزایش حساسیت این مدل نسبت به شاخص برداشت (42 درصد) و بهره وری آب نرمال شده (50 درصد) گردید. بنابراین در شرایط مدیریت مزرعه مشابه تحقیق حاضر، توجه به دو پارامتر شاخص برداشت و بهره وری آب نرمال شده می تواند سبب دقت نتایج در مرحله ی واسنجی (و صحت سنجی) شود.کلید واژگان: تنش شوری، روش Beven، شبیه سازی، مدل سازی گیاهی، مدل AquacropCrop modeling is one of the widely used methods for simulating the crops yield under different farm management. However, paying attention to the sensitivity of these models to the input parameters can improve the calibration operation and reduce the simulation error. For this reason, in the current research, we analyzed the sensitivity of the AquaCrop model under planting date treatments (D1: March 5 and D2: March 15) and irrigation water salinity (S1: Karon water with an average salinity of 2 dS.m-1, S2: combination of Karon water and drains with an average salinity of 4 dS.m-1 and S3: drain with an average salinity of 6 dS.m-1) and cotton cultivars (C1: Khursheed, C2: Golestan, C3: Sajedi and C4: Khordad). For sensitivity analysis, the normalized water productivity (WP*), maximum crop transpiration coefficient (KCTrx), initial crop coefficient (CCo), crop growth coefficient (CGC), crop decline coefficient (CDC) and harvest index (HI) were used. Sensitivity analysis was done using Beven method. The results showed that the highest sensitivity was in parameters of HI (0.69) and WP* (0.6) and the lowest sensitivity was in parameters CDC (0.02) and CCo (0.3). The increase in planting date from D1 to D2 increases the sensitivity of the AquaCrop model to the HI (19%) and WP* (15%), and the increase in salinity from S1 to S3 increases the sensitivity of AquaCrop to the HI (42%) and WP* (50%). Therefore, in the farm management similar to the current research, paying attention to the two aforementioned parameters can cause the accuracy of the results in the calibration (and validation) stage.Keywords: Aquacrop Model, Beven Method, Crop Modeling, Salinity Stress, Simulation
-
سابقه و هدفدر چند دهه گذشته، شوری خاک تولید محصولات کشاورزی جهان را بیش از 50 درصد کاهش داده است. این مشکل به عنوان یکی از موانع اصلی برای بهره وری محصولات در مناطق خشک و نیمه خشک در نظر گرفته شده است. تنش شوری با تغییر در فشار اسمزی و سمیت یونی بر رشد گیاهان تاثیر گذاشته و تنوع زیستی خاک را مختل می کند. اکتینوباکتری های متحمل به شوری می توانند تنش های غیرزیستی مانند شوری و خشکی را کاهش داده و ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک را بهبود ببخشند. اکتینوباکتری های محرک رشد گیاه باعث افزایش دسترسی مواد مغذی، بهبود رشد و کنترل عوامل بیماری زا در گیاهان می شوند. این پژوهش باهدف جداسازی و غربالگری جدایه های اکتینوباکتری متحمل به شوری از ریزوسفر گیاهان زراعی و سنجش توان حل کنندگی سیلیکات و برخی دیگر از سازوکارهای محرک رشدی آن ها انجام شد.مواد و روش هااکتینویاکتری محرک رشد گیاه از ریزوسفر گیاهان زراعی ذرت، گوجه فرنگی، سویا، کنجد جداسازی و غربالگری شدند. به منظور بررسی میزان تحمل به شوری، تمام جدایه ها در محیط کشت با سطوح مختلف شوری ناشی از کلرید سدیم مورد ارزیابی قرار گرفتند. جدایه های اکتینوباکتری با توانایی رشد در محیط حاوی 1 مولار کلرید سدیم انتخاب و سپس خصوصیات محرک رشدی جدایه ها شامل: توانایی تولید ترکیبات ایندولی، انحلال فسفات معدنی، انحلال سیلیکات معدنی، تولید سیدروفور، تولید آمونیاک، و آنزیم های هیدرولیتیک شامل سلولاز و پروتئاز بررسی شد.یافته هاتعداد 67 جدایه اکتینوباکتری از ریزوسفر گیاهان ذکر شده، جداسازی شد.تمام جدایه ها قادر به رشد در محیط کشت حاوی 2/0 مولار کلرید سدیم بودند. 80 درصد جدایه ها در محیط کشت حاوی 5/0 مولار، 8/32 درصد در محیط کشت حاوی 1 مولار، 9/23 درصد در محیط کشت حاوی 5/1 مولار و یک جدایه در محیط کشت حاوی 2 مولار کلرید سدیم قادر به رشد بودند. تمام جدایه های اکتینوباکتری دارای توان تولید ترکیبات ایندولی بودند که بیش ترین میزان تولید مربوط به جدایه GP12 بود . تعداد 20 جدایه توانمندی انحلال فسفات معدنی را داشتند و جدایه GP64 با 8/187 میلی گرم در لیتر بیش ترین میزان انحلال را داشت. 6 جدایه دارای توانایی انحلال سیلیکات معدنی در محیط جامد بودند که در اندازه گیری کمی جدایه GP32 بیش ترین میزان انحلال سیلیکات معدنی با 79/122 میلی گرم در لیتر را داشت. تعداد 14 جدایه دارای توانایی تولید سیدروفور بودند و جدایه GP67 بیش ترین میزان تولید سیدروفور را نشان داد. جدایه های GP20، GP67، GP91 دارای توانایی آمونیفیکاسیون بیشتری از نظر کیفی نسبت به سایر جدایه ها بودند. بررسی تولید آنزیم های هیدرولیتیک نشان داد که 11 جدایه توانایی تولید آنزیم سلولاز و 3 جدایه توانایی تولید آنزیم پروتئاز داشتند.نتیجه گیرینتایج مطالعه حاضر نشان داد که جدایه های اکتینوباکتری قادر به رشد در محیط کشت با غلظت بالای شوری و دارای چندین خصوصیت محرک رشد گیاهی هستند. برای بررسی توانمندی و کارایی جدایه ها، بهره گیری از آن ها برای بهبود رشد و جذب عناصر غذایی گیاه در شرایط گلدانی و مزرعه ای ضروری است.کلید واژگان: اکتینوباکتری، انحلال فسفات، تنش شوری، انحلال سیلیکات، سیدروفورBackground and objectivesOver the past few decades, soil salinity has reduced global agricultural production by more than 50%. This problem is considered one of the main barriers to crop productivity in arid and semi-arid regions. Salinity stress affects plant growth by altering osmotic pressure and ionic toxicity, disrupting soil biodiversity. Halotolerant actinobacteria can mitigate abiotic stresses such as salinity and drought and improve soil physical, chemical, and biological properties, leading to higher agricultural crop yields. Plant growth-promoting actinobacteria also increase nutrient availability, improve plant growth, and control plant pathogens. Therefore, this research was conducted with the aim of isolating and screening halotolerant actinobacterial isolates from the rhizosphere of agricultural plants and evaluate their silicate solubilization ability and some other plant growth-promoting mechanisms.Materials and methodsPlant growth-promoting actinobacteria were isolated and screened from the rhizosphere of agricultural crops corn, tomato, soybean, and sesame. To assess their salinity tolerance, all isolates were evaluated in culture medium with different salinity levels. Actinobacteria isolates with the ability to grow in medium containing 1M NaCl were selected and then the plant growth-promoting properties of the isolates including: the ability to produce indole compounds, solubilize inorganic phosphate, solubilize inorganic silicate, produce siderophores, ammonia, and hydrolytic enzymes including cellulase and protease were measured.ResultsA total of 67 actinobacteria isolates were isolated from the rhizosphere of corn, tomato, soybean, and sesame crops. All isolates were able to grow in a culture medium containing 0.2 M sodium chloride. In a medium with 0.5 M sodium chloride, 80% of the isolates grew. Growth was observed in 32.8% of the isolates in a medium with 1 M sodium chloride, 23.9% in a medium with 1.5 M sodium chloride, and one isolate was able to grow in a medium containing 2 M sodium chloride. All actinobacterial isolates were capable of producing indolic compounds, with isolate GP12 showing the highest production rate. Twenty isolates were able to dissolve inorganic phosphate and GP64 isolate exhibiting the highest dissolution rate with 187.8 mg L-1. Six isolates could dissolve inorganic silicate in a solid environment, and quantitative measurements indicated that isolate GP32 had the highest rate (122.79 mg L-1) of inorganic silicate dissolution. Fourteen isolates were capable of producing siderophores, with isolate GP67 achieving the highest siderophore production in quantitative measurements. Isolates GP20, GP67, GP91 had qualitatively more ammonification ability than other isolates. Regarding the production of hydrolytic enzymes, 11 isolates were able to produce cellulase enzyme, and 3 isolates had the ability to produce protease enzyme.ConclusionIn the current study, actinobacterial isolates demonstrated growth in high-salinity sodium chloride culture media and exhibited multiple plant growth-promoting characteristics. These isolates show promise as agents to improve plant growth and crop yield. Confirming their effectiveness and capabilities requires pot and field trials to evaluate their influence on plant development and nutrient absorption.Keywords: Actinobacterium, Phosphate Solubilization, Salinity Stress, Silicate Solubilization, Siderophore
-
به منظور ارزیابی پاسخ ارقام پائیزه کلزا (Brassica napus L.) به سطوح مختلف تنش شوری، آ زمایشی بصورت آزمایش فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار در سال 1401 به اجرا در آمد. عامل اول چهار سطح شوری شامل S0 (محلول هوگلند بعنوان شاهد)، S1 (50)، S2 (100) و S3 (150) میلی مول و عامل دوم هشت رقم کلزای پائیزه بودند. در طول آزمایش، صفات ماده خشک، تعداد غلاف در بوته، تعداد غلاف بارور در بوته، تعداد غلاف پوک در بوته، وزن هزاردانه، تعداد دانه در غلاف، عملکرد روغن، درصد روغن و عملکرد دانه اندازه گیری شد. با توجه به نتایج بدست آمده کلیه صفات مورد بررسی تحت تاثیر شوری قرار گرفتند؛ بطوریکه افزایش سطح شوری در کلیه ارقام مورد ارزیابی موجب کاهش معنی داری در همه صفات مورد بررسی، بجز تعداد غلاف پوک در بوته گردید. میزان کاهش در صفات مورد بررسی در ارقام مختلف متفاوت بود؛ بطوریکه برخی از ارقام، کاهش کمتری را تجربه نمودند و در این میان رقم SLM 046 نسبت به سایر ارقام موفق تر عمل نمود و در بالاترین سطح شوری (S3) با کسب بالاترین میانگین های صفات مرتبط با عملکرد، حصول بیشترین عملکرد دانه (به میزان 52/10 گرم در گلدان) و عملکرد روغن (به میزان 26/3 گرم در گلدان) را رقم زد. در مقابل رقم Elit در سطح شوری S3، با نمایش یک عملکرد ضعیف، با به دست آوردن کمترین میانگین های عملکرد دانه (به میزان 76/3 گرم در گلدان) و عملکرد روغن (به میزان 05/0 گرم در گلدان) در جایگاه آخر قرار گرفت.
کلید واژگان: تنش شوری، درصد روغن، شاخص برداشت، عملکرد دانه، عملکرد روغنIntroductionThe effect of salinity stress on plants is very wide, and it can cause a decrease in growth, damage to the roots, decrease in yield and even death of plants by reducing the absorption of water and nutrients, reducing enzyme activity, and disrupting the physiological processes of plants such as photosynthesis and respiration (Gupta and Hong, 2014 and Awaad, 2023). Rapeseed oil, as one of the most important sources of vegetable oils in the world, is very important in various economic, agricultural, industrial, and health sectors. With the ability of growing in different climatic conditions, having low water requirement and good relative resistance to various environmental stresses, rapeseed is known as a suitable plant for crop rotation (Raboanatahiry et al., 2021). The effects of salinity on the characteristics of the rapeseed plant in the stages of germination, vegetative stages and seed ripening have been proven. Considering that different rapeseed cultivars are different from each other in terms of their susceptibility to salinity stress in different stages, a detailed assessment on the effects of salinity stress on rapeseed and the adoption of appropriate strategies to manage and reduce this stress can help in better cultivation and optimal management of rapeseed; Therefore, evaluating the response of different rapeseed cultivars to salinity stress is of particular importance in order to introduce salinity-tolerant cultivars
MethodologyExperimental model In order to evaluate the response of winter rapeseed (Brassica napus L.) cultivars to different levels of salinity, an experiment was conducted in a greenhouse at the Research Greenhouse of Payame Noor University of Gandaman (Chaharmahal and Bakhtiari province). The experiment was arranged as a split-plot design within a completely randomized design with three replications. The first factor was four levels of salinity, including S0 (2), S1 (10), S2 (20), and S3 (30) (dS/m), where S0 was the Hoagland's solution as the control, and other salinity levels were the result of mixing sodium chloride (NaCl) and calcium chloride (CaCl2) at a ratio of 20 to 1 moles in the Hoagland's solution, respectively. The second factor comprised eight winter rapeseed cultivars including (Licord, Okapi, SLM 046, Modena, Opera, Symbol, Fornax and Elite). The experimental units included 40 × 40 cm pots, 35 cm in height, containing completely homogenized washed sand. Due to lack of absorption and less the plants' need for a complete nutrient solution, the pots were irrigated every other day with a solution containing half the concentration of nutrients found in the Hoagland's solution (Dehdari et al, 2005). Two weeks after establishment, the plants were thinned from 15 to 8 plants per pot to achieve the desired plant density. From the 20th day after sowing (the four-leaf stage of the plants), salinity levels were gradually applied to acclimate the plants, such that all pots, except for the control level, received incremental salinity levels of 25% of each level in four irrigation shifts, thereby applying the total salinity treatment for each level.
Collecting and preparing plant samples:
The salinity treatment continued at the specified ratios until the end of the growth stage. In this study, the traits of seed yield, dry matter traits, thousand seed weight, oil yield and oil percentage were measured. At the end of the growth stage (90 days after sowing), to measure the seed yield, dry matter traits, thousand seed weight and oil yield, six plants in each pot were randomly selected, harvested, and the above parameters were measured and calculated. Oil percentage was calculated with a Soxhlet apparatus (Joshi et al., 2008).
Statistical Analysis Statistical Analysis:
Finally, data were analyzed using SAS software (version 9.1). Mean comparisons were conducted using Duncan's multiple range test at a 5% probability level.
Results and discussionIn the present study, all the traits under investigation were affected by salinity. An increase in salinity levels across all evaluated cultivars resulted in a significant reduction in all examined traits. Based on the results, it can be inferred that the rapeseed cultivars evaluated in this study can produce an acceptable yield up to a salinity level of S1 (salinity of 10 dS/m). At this salinity level, the cultivar SLM 046, with a seed yield of 22.78 grams per pot and an oil yield of 7.97 grams per pot, was identified as the most successful cultivar. Conversely, the Okapi cultivar, with an average seed yield of 11.99 grams per pot and an oil yield of 3.71 grams per pot, was the most susceptible cultivar. Therefore, according to the findings of this study, the SLM 046 cultivar was determined to be the most tolerant to salinity at all levels tested, while the Elit cultivar was assessed as the most susceptible to salinity. Since the primary goal of producing canola oilseeds is oil production, cultivating the evaluated cultivars under salinity conditions of S3 (salinity of 30 dS/m) and higher is practically ineffective.
ConclusionsExposure to environmental stressors, including salinity and drought stress, directly and indirectly causes a portion of the assimilates produced by the plant to be diverted from growth and production processes towards coping with and mitigating stress conditions (Ahmed & Umar, 2011). It has been stated that with increased salinity stress, the stressed plant experiences reduced activity and degradation of cellular biomolecules, lipid oxidation, protein structure alteration, enzyme deactivation, chlorophyll bleaching, and nucleic acid degradation, resulting in the limitation of the plant's photosynthetic system (Ahmed & Umar, 2011; Al-Sharari et al., 2023). In the present study, increasing the intensity of salinity stress from S0 (control) to S3 (30 dS/m) caused the highest percentage reduction in all evaluated traits, including seed yield and oil yield, across all tested cultivars. The results indicated that the SLM046 cultivar, with the highest harvest index (0.29) and seed yield (10.52 grams per pot) at the highest salinity level (S3), and the lowest percentage reduction in harvest index (25.64%) compared to the control, performed better in mitigating the effects of salinity stress compared to other cultivars. In salinity stress conditions, salinity-tolerant cultivars like SLM046, which can allocate remaining assimilates effectively despite limitations in phloem transport and new physiological demands due to salinity stress, are more successful. By maintaining an appropriate harvest index and directing resources towards economic yield, these cultivars produce satisfactory yields (Ahmed & Umar, 2011; Khalid et al., 2015).
Keywords: Salt Stress, Oil Percentage, Harvest Index, Grain Yield, Oil Yield -
این مطالعه با هدف بررسی عملکرد و اجزاء عملکرد گیاه ارزن رقم پیشاهنگ (panicum) تحت شرایط تنش های توامان شوری و کم آبیاری در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ایلام در قالب طرح یک بار خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و 48 تیمار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح کیفی آب آبیاری شامل 63/0(شوری آب آبیاری)، 3، 5 و 8 دسی زیمنس بر متر (به ترتیب با نماد S3 ,S2 ,S1 و S4) و چهار سطح آبیاری شامل 100، 80، 60 و 40 (به ترتیب w3,w2 ,w1 و w4) درصد نیاز آبی به روش وزنی انجام شد. صفات مورد مطالعه شامل نسبت وزن برگ به ساقه، طول پانیکول، ارتفاع بوته، وزن اندام هوایی، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و شاخص برداشت بود. نتایج نشان داد که سطوح تنش شوری اعمال شده بر صفت های شاخص برداشت، عملکرد دانه، وزن هزار دانه، وزن اندام هوایی، طول پانیکول و ارتفاع بوته در سطح احتمال پنج درصد اثر معنی داری ایجاد کرد و تنها بر صفت نسبت وزن برگ به ساقه تفاوت معنی داری نداشت. همچنین تیمارهای مختلف آبیاری نیز بر تمامی صفات ذکر شده در سطح احتمال پنج درصد تفاوت معنی داری را ایجاد کرد. اثر توام تنش های شوری و کم آبیاری نیز بر تمامی صفات جز صفت طول پانیکول در سطح احتمال پنج درصد معنی دار بود. ارزن در شرایط بدون تنش (S1W1) و بالاترین حد تنش (S4W4) اعمال شده در این مطالعه توانست به ترتیب 76/3 و 71/1 تن در هکتار عملکرد داشته باشد.کلید واژگان: طرح خرد شده، کم آبیاری، تنش شوری، خاک شور، عملکردThis study was conducted with the aim of investigating the yield and yield components of Panicum millet plant under the conditions of combined stresses of salinity and deficit irrigation as a split plot experiment in a randomized complete block design with three replications and 48 treatments at the research farm, Faculty of Agriculture, Ilam University. Treatments included four levels of irrigation water salinity including 0.63, 3, 5 and 8 dS/m (S1, S2, S3 and S4 respectively) and four irrigation levels including 100, 80, 60 and 40 (w1, w2, w3 and w4 respectively) percentage of water requirement was done. The traits studied included leaf-to-stem weight ratio panicle length, plant height, shoot weight, thousand seed weight, seed yield and harvest index. The results showed that the applied salinity stress levels had a significant effect on harvest index traits, seed yield, thousand seed weight, shoot weight, panicle length and plant height at the 5% and there was no significant difference only on the leaf-to-stem weight ratio trait. The combined effect of salinity and deficit irrigation stress on all traits except for panicle length was significant at the 5%. Millet in the conditions of no stress (S1W1) and the highest level of stress (S4W4) applied in this study could yield 3.76 and 1.71 tons per hectare, respectively.Keywords: Split Plot, Deficit Irrigation, Salinity Stress, Salty Soil, Yield
-
سابقه و هدفقارچ های افزایش دهنده رشد گیاهان اغلب برای گیاهان مفید هستند و به روش های مختلف باعث سازگاری گیاهان میزبان به عوامل تنش زای زنده و غیر زنده از جمله تنش شوری می شوند. در این راستا شناسایی و کاربرد قارچ های محرک رشد و متحمل به تنش شوری یکی از روش های مقابله و سازگاری با شرایط تنش شوری می باشد. از طرف دیگر حامل های مختلف توانایی متفاوتی در نگهداری جمعیت این قارچ ها در حد استاندارد و حفظ کارایی آن ها در خود دارند. همچنین شرایط نگهداری بخصوص دما می تواند تاثیر زیادی در جمعیت و پایداری آن ها داشته باشد. لذا تحقیق حاضر با هدف تهیه فرمولاسیون های مناسب قارچ های متحمل به شوری به منظور حفظ و پایداری جمعیت آنها در بلندمدت صورت گرفت.مواد و روش هابا هدف ارزیابی گونه های قارچ متحمل به شوری، در پژوهش حاضر، گونه های قارچ Chaetomium globosum،Chaetomium interruptum ، Clonostachys rosea، Coniothyrium sp.، Epicoccum nigrum، Serendipita indica، Trichoderma asperellum، Trichoderma atroviride، Trichoderma harzianum، Trichoderma longibrachiatum و Trichoderma reesei با خصوصیات محرک رشدی از کلکسیون بخش بیولوژی و بیوتکنولوژی موسسه تحقیقات خاک و آب تهیه و پتانسیل رشد آن ها در سطوح مختلف شوری شامل: 045/0، 31/0، 63/0، 04/1، 36/1، 14/2، 04/3، 95/3 و 71/4 درصد کلرید سدیم طی یک طرح کاملا تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین به منظور بررسی پایداری جمعیت قارچ های منتخب، فرمولاسیون های مختلف تهیه و طی یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار که فاکتور اول شامل دو گونه قارچ متحمل و فاکتور دوم شامل حامل ها (ضایعات فلفل، ورمیکولیت، خاک سنگ، پوکه، پرلیت، خاک اره و کمپوست)، ارزیابی گردید.یافته هانتایج نشان داد که گونه های T. harzianum، T. atroviride، T. longibrachiatum وT. reesei کمتر تحت تاثیر شوری 045/0 تا 71/4 درصد کلرید سدیم قرار گرفته و در سطوح مختلف شوری کل سطح پتری دیش هشت سانتی متری را پر کردند. به غیر از جنس تریکودرما، گونه E. nigrum نیز به خوبی در سطوح مختلف شوری رشد کرد هر چند که با افزایش شوری، کاهش رشد نشان داد. گونه T. harzianum، تنها گونه ای بود که در طول هفت روز توانست در محیط کشت حاوی 14/2 درصد کلرید سدیم کل سطح پتری دیش هشت سانتی متری را بپوشاند. نتایج فرمولاسیون نشان داد که اثر حامل در هر دو گونه قارچ T. harzianum و E. nigrum معنی دار بود و بهترین حامل در نگهداری جمعیت گونه T. harzianum، پس از گذشت شش ماه، در دمای سردخانه حامل های ورمیکولیت (CFU/g 109 × 4)، کمپوست (CFU/g 109 × 66/3) و خاک اره (CFU/g 109×3) و در گونه E. nigrum ، حامل کمپوست (CFU/g 108 × 1) و ورمیکولیت (CFU/g 107 × 8) بود.نتیجه گیریبه طورکلی نتایج نشان داد که دو گونه T. harzianum و E. nigrum قادر به رشد در محیط کشت های حاوی 71/4 درصد کلرید سدیم بودند و بهترین حامل ها برای فرمولاسیون این دو قارچ کمپوست و ورمیکولیت بود.کلید واژگان: اپیکوکوم، تنش شوری، تریکودرما، فرمولاسیون، قارچ های افزایش دهنده رشدBackground and objectivesPlant growth promoting fungi are often useful for plants and make host plants adapt to living and non-living stressors, including salt stress, in different ways. In this regard, the identification and application of growth-promoting fungi that tolerate salt stress is one of the ways to deal with and adapt to salt stress conditions. On the other hand, different carriers have different ability to maintain the population of these fungi at the standard level and maintain their efficiency. Also, storage conditions, especially temperature, can have a great effect on their population and stability. Therefore, the present research was conducted with the aim of preparing suitable formulations of salt-tolerant fungi in order to preserve and stabilize their population in the long term.Materials and methodsIn the present study, Chaetomium globosum, Chaetomium interruptum, Clonostachys rosea, Coniothyrium sp., Epicoccum nigrum, Serendipita indica, Trichoderma asperellum, Trichoderma atroviride, Trichoderma harzianum, Trichoderma longibrachiatum and Trichoderma reesei with plant growth-promoting properties were obtained from the collection of the Department of Soil Biology and Biotechnology of the Soil and Water Research Institute in order to identify the fungal species tolerant to salinity. Their growth potential at different salinity levels including 0.045, 0.31, 0.63, 1.04, 1.36, 2.14, 3.04, 3.95 and 4.71 percent of sodium chloridewas evaluated in a completely randomized design with three replications. Also, two salt-tolerant fungal species and different carriers (pepper waste, vermiculite, stone powder, pumice, perlite, sawdust, and compost) were used to evaluate the stability of the fungal population in different formulations. The experiment was laid out in a factorial completely randomized design with three replications.ResultsThe results showed that T. harzianum, T. atroviride, T. longibrachiatum, and T. reesei were less affected by the salinity of 0.045 to 4.71% sodium chloride and were able to fill the entire surface of the Petri dish (8cm) at different salinity levels. E. nigrum was also able to grow at different salinity levels, although its growth decreased with increasing salinity. T. harzianum was the only species that was able to cover the entire Petri-dish surface in seven days at the culture medium containing 2.14% sodium chloride. The formulation results showed that the carrier effect was significant in both T. harzianum and E. nigrum species. Compost, sawdust, and vermiculite were the best carriers in terms of maintaining the Trichoderma population. The best carriers in maintaining T. harzianum population after six months at cold room temperature was vermiculite (4 × 109 CFU/g), compost (3.66 × 109 CFU/g) and sawdust (3 × 109 CFU/g) and in E. nigrum species was compost (1 × 108 CFU/g) and vermiculite (8 × 107 CFU/g).ConclusionsIn general, the results showed that T. harzianum and E. nigrum species were able to grow in culture media containing 4.71% sodium chloride and the best carriers for the formulation of these two fungi were compost and vermiculite.Keywords: Epicoccum, Formulation, Growth-Promoting Fungi, Salinity Stress, Trichoderma
-
استفاده از مدل های شبیه سازی یک استراتژی در مدیریت مصرف آب کشاورزی و روشی موثر در پیش بینی تاثیر مدیریت آبیاری و کیفیت آب بر عملکرد محصول است. این مطالعه با هدف ارزیابی دو مدل SWAP و AquaCrop در شبیه سازی رشد و زیست توده سه رقم ذرت علوفه ای در شرایط استفاده از آب شور با سیستم آبیاری قطره ای در مزرعه پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران انجام شد. به منظور واسنجی و صحت سنجی مدل ها از داده های مزرعه ای حاصل از یک آزمایش فاکتوریل با دو عامل رقم ذرت (سه رقم ذرت علوفه ای سینگل کراس 704، 400 و 260) و شوری آب آبیاری (سه سطح شوری آب آبیاری 7/0، 3 و 5 دسی زیمنس بر متر) استفاده شد. در مرحله صحت سنجی برای مدل AquaCrop، آماره های R2، RMSE و NRMSE در مقایسه داده های اندازه گیری و شبیه سازی شده درصد پوشش سبز (CC) به ترتیب برابر 953/0، 69/5 و 8 درصد و برای مدل SWAP آماره های مذکور برای شاخص سطح برگ (LAI) به ترتیب 477/0، 610/1 و 2/54 درصد محاسبه شد. برخلاف نتایج ضعیف مدل SWAP در برآورد LAI، هر دو مدل SWAP و AquaCrop زیست توده ارقام ذرت در تیمارهای مختلف را به خوبی شبیه سازی کردند. در مرحله واسنجی و صحت سنجی RMSE و NRMSE هر دو مدل به ترتیب کمتر از 5/0 تن در هکتار، 3 درصد (واسنجی) و یک تن بر هکتار و 7 درصد (صحت سنجی) به دست آمد. به طور کلی می توان از هر دو مدل در مطالعات مختلف برای ارقام متفاوت ذرت علوفه ای تحت شرایط شوری آب آبیاری و خاک استفاده کرد.کلید واژگان: تنش شوری، شاخص سطح برگ، کنوپی کاور، مدل سازی گیاهی، واسنجی و صحت سنجیUsing simulation models is a key strategy in agricultural water management and an effective way to predict the impact of irrigation management and water quality on crop yield. This study aimed to evaluate the performance of the SWAP and AquaCrop models in simulating the growth and biomass production of three maize varieties under the conditions of using saline water for irrigation with a drip irrigation system at the research farm of Tehran University of Agriculture and Natural Resources Campus. In order to calibrate and validate the models, field data obtained from a factorial experiment with two factors of maize variety (SC704, 400, and 260) and irrigation water salinity (0.7, 3, and 5 dS/m) were used. In the validation stage of the AquaCrop model, the R2, RMSE, and NRMSE statistics for the canopy cover (CC) showed a high level of agreement between the measured and simulated data, with values of 0.953, 5.69, and 8% respectively. For the SWAP model, the calculated statistics for the leaf area index (LAI) were 0.477, 1.610, and 54.2%, respectively. Despite the poor performance of the SWAP model in estimating LAI, both the SWAP and AquaCrop models effectively simulated the biomass of maize cultivars under different treatments. In the calibration and validation stage, RMSE and NRMSE of both models were less than 0.5 ton/ha, with 3% (calibration) and 1 ton/ha, 7% (validation), respectively. In general, both models can be used in various studies for different maize cultivars under irrigation water and soil salinity conditions.Keywords: Calibration, Validation, Canopy Cover, Leaf Area Index, Plant Modeling, Salinity Stress
-
بخش کشاورزی در جنوب ایران به خاطر قرار گرفتن در منطقه خشک و نیمه خشک با شوری خاک ناشی از حرکت کاپبلاری نمک از سطح ایستابی شور کم عمق به سطح خاک و کاهش عملکرد محصول مواجه است. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر روش های آبیاری قطره ای سطحی (DI) و زیرسطحی (SDI) و حضور سطح ایستابی شور (10 دسی زیمنس بر متر) کم عمق 60 و 100 سانتی متر بر عملکرد گیاه ذرت (رقم سینگل کراس 703 (SC 703))، بهره وری مصرف آب آبیاری و همچنین توزیع رطوبت و شوری نیمرخ خاک در بهار و تابستان سال 1399 بوده است. آزمایش مزرعه ای به صورت فاکتوریل طرح پایه بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در لایسمترهای زهکش دار پرشده با خاک لومی (جرم مخصوص ظاهری 45/1 گرم بر سانتی متر مکعب) انجام شد. نتایج نشان داد که در آبیاری زیرسطحی در هر دو تیمار SDI100 و SDI60 تجمع نمک در بالای قطره چکان، به طور معناداری (در سطح یک درصد) بیشتر از سیستم آبیاری سطحی بوده است. عملکرد ذرت تابستانه بیش از بهاره بود. همچنین در فصل تابستان، آبشویی در منطقه توسعه ریشه در تیمارهای SDI100 و SDI60 سبب افزایش عملکرد گیاه ذرت به ترتیب 25 و 61 درصد و بهره وری مصرف آب آبیاری به ترتیب 25 و 58 درصد نسبت به تیمارهای DI100 و DI60 شد. تبخیر در SDI با سطح ایستابی 60 سانتی متر، 26 تا 30 درصد و برای سطح ایستابی 100 سانتی متر، به مقدار 43 تا 51 درصد کمتر از DI بود. نتایج این تحقیق نشان داد که SDI بیش از DI در کنترل شوری پروفیل خاک و عملکرد گیاه موثر هست.کلید واژگان: آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی، تنش شوری، گیاه ذرت رقم سینگل کراس 703، مناطق خشک و نیمه خشکIn the south of Iran, due to being located in the arid and semi-arid regions, the agricultural sector faces soil salinity resulting from the capillary rise of salt from the shallow saline water table to the soil surface and reducing crop yield. The objective of this research was to investigate the effect of surface drip irrigation (DI) and subsurface irrigation (SDI) methods on soil profile moisture and salinity distribution, maize (SC 703) yield, and irrigation water use efficiency in the presence of shallow saline water table (60 and 100 cm), during summer and spring seasons of 2021. A factorial experiment was conducted based on randomized complete block design with three replications in drained lysimeters filled with loamy soil (specific gravity 1.45 g cm-3) in field conditions. The results showed that the accumulation of salt above the dripper in subsurface irrigation method at both SDI100 and SDI60 treatments, was significantly more than the surface irrigation method (p<0.01). The results also revealed that summer maize yield was more than spring maize yield. Furthermore, in the summer season, irrigation in the root development zone in the SDI100 and SDI60 treatments caused an increase in the maize yield by 25 and 61%, respectively, and Water Productivity Index (WP) by 25 and 58%, respectively, in comparison to DI100 and DI60. Evaporation in SDI60 and SDI100 treatments was 26-30% and 43-51% lower than DI60 and DI100 treatments, respectively. The results of this research showed that SDI is more effective than DI in controlling soil profile salinity and plant yield.Keywords: arid, semi-arid regions, Maize (SC 703), salinity stress, Subsurface, surface drip irrigation
-
سابقه و هدفشوری خاک به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک یکی از عواملی است که رشد گیاهان را محدود می کند. تجمع بیش از حد یون های سدیم و کلرید منجر به کاهش رشد و عدم تعادل مواد مغذی می شود. استفاده از پلی آمین های اگزوژن، از جمله پوترسین، اسپرمیدین و اسپرمین به عنوان یک روش موثر نه تنها در تعیین نقش آنها در پاسخ به شوری، بلکه به عنوان راهی برای افزایش مقاومت گیاه به شوری در نظر گرفته می شود. کاملینا یک محصول دانه روغنی از خانواده براسیکا است که حاوی سایر ترکیبات زیست فعال مانند فلاونوییدها و محصولات فنلی و به عنوان منبع جدیدی از اسیدهای چرب ضروری، به ویژه اسیدهای چرب امگا 3 است. این مطالعه با هدف ارزیابی اثر سطوح مختلف کلرید سدیم و برگ پاشی اسپرمین، اسپرمیدین و پوترسین بر عملکرد دانه و غلظت عناصر غذایی برگ و ریشه در گیاه کاملینا انجام گرفت.مواد و روش هاآزمایش در اسفندماه سال 1400 به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی به صورت کشت گلدانی با 12 تیمار و 3 تکرار اجرا گردید. تیمار تنش شوری با آب دریاچه ارومیه در سه سطح (صفر، 15، 30 دسی زیمنس بر متر) بود. تیمار محلول پاشی در 4 سطح 1- محلول پاشی با اسپرمین (2 میلی مولار)، 2- محلول پاشی با اسپرمیدین (2 میلی مولار)، 3- محلول پاشی با پوترسین (2 میلی مولار) و شاهد (عدم محلول پاشی) بود که زمان اعمال محلول پاشی بعد از استقرار سه گیاهچه در گلدان و رسیدن به مرحله چهار برگی هر 3 روز یکبار (در مجموع در 6 مرحله) انجام گرفت. در انتهای فصل رشد گیاه کاملینا برای محاسبه عملکرد دانه، بذرهای موجود در کپسول های سه بوته هر گلدان جدا و وزن گردید. تجزیه و تحلیل آماری داده ها با استفاده از نرم افزار SAS (نسخه 1/9) و MATATC انجام و مقایسه میانگین ها نیز توسط آزمون توکی در سطح پنج درصد انجام شد. همچنین برای ترسیم نمودارها از برنامه Excel استفاده شد.یافته هانتایج این تحقیق نشان داد تنش شوری 30 و 15 دسی زیمنس بر متر در مقایسه با تیمار بدون شوری به ترتیب پتاسیم برگ (52 و 17 درصد)، پتاسیم ریشه (44 و 37 درصد)، منیزیم برگ (50 و 28 درصد)، منیزیم ریشه (56 و 24 درصد)، روی برگ (58 و 47 درصد)، روی ریشه (39 و 29 درصد)، آهن برگ (10 و 2 درصد)، آهن ریشه (57 و 23 درصد) و عملکرد دانه را (52 و 10 درصد) کاهش داد ولی مقدار سدیم برگ (89 و 82 درصد)، سدیم ریشه (39 و 11 درصد)، کلسیم برگ (14 و 6 درصد) و کلسیم ریشه را (76 و 28 درصد) افزایش داد. همچنین تنش شوری به دلیل افزایش مقدار سدیم و کاهش پتاسیم باعث کاهش نسبت جذب پتاسیم به سدیم شد ولی نسبت کلسیم به مجموع سدیم و پتاسیم ریشه و برگ را افزایش داد. در تمام سطوح شوری محلول پاشی با پلی آمین ها با کاهش مقدار سدیم برگ و ریشه باعث افزایش مقدار پتاسیم برگ و ریشه، منیزیم برگ و ریشه، روی برگ و ریشه، آهن برگ و ریشه شد. همچنین محلول پاشی با اسپرمین، اسپرمیدین و پوترسین، در مقایسه با بدون محلول پاشی، به ترتیب عملکرد دانه را به میزان 32، 8 و 21 درصد افزایش داد.نتیجه گیرینتایج این تحقیق نشان داد محلول پاشی با اسپرمین، اسپرمیدین و پوترسین با بهبود جذب عناصر پرمصرف و کم مصرف ریشه و برگ، افزایش نسبت پتاسیم به سدیم و نسبت کلسیم به مجموع سدیم و پتاسیم ریشه و برگ توانست اثرات تنش شوری را تعدیل داده و باعث بهبود عملکرد دانه کاملینا در شرایط تنش شوری شد و از کاهش بیش از حد عملکرد دانه جلوگیری کرد بنابراین محلول پاشی با پلی آمین ها به عنوان راهکاری موثر در کاهش خسارت ناشی از تنش شوری در گیاه کاملینا معرفی می گردد.کلید واژگان: پلی آمین، تنش شوری، عملکرد دانه، عناصر، کاملیناBackground and ObjectivesSoil salinity, especially in arid and semi-arid regions, is one of the factors that limit the growth of plants. Excessive accumulation of sodium and chloride ions leads to reduced growth and imbalance of nutrients. The use of exogenous polyamines, including putrescine, spermidine and spermine, is considered as an effective method not only in determining their role in response to salinity, but also as a way to increase plant resistance to salinity. Camelina is an oilseed product of the Brassica family, which contains other bioactive compounds such as flavonoids and phenolic products and as a new source of essential fatty acids, especially omega-3 fatty acids. This study was conducted with the aim of evaluating the effect of different levels of sodium chloride and foliar spraying of spermine, spermidine and putrescine on seed yield and the concentration of leaf and root nutrients in Camelina plant.Materials and methodsThe experiment was carried out in March 2022 as factorial design based on a completely random design (CRD) in the form of pot culture with 12 treatments and 3 replications. The salinity stress treatment was with Urmia lake water at three levels (0, 15, 30 ds/m). Foliar treatment at 4 levels 1- Foliar spraying with spermine (2 mM), 2- Foliar spraying with spermidine (2 mM), 3- Foliar spraying with putrescine (2 mM) and control (no foliar spraying). The application time of foliar spraying was done every 3 days (totally in 6 stages) after establishing three seedlings in the pot and reaching the four-leaf stage. At the end of the Camelina plant growth season, to calculate the seed yield, the seeds in the capsules of three plants in each pot were separated and weighed. Statistical analysis of data was done using SAS software (version 9.1) and MATATC, and comparison of means was also done by Tukey's test at the five percent level. Excel program was also used to draw graphs.ResultsThe results of this research showed that the salt stress was 30 and 15 ds/m compared to the treatment without salt decreased leaf potassium (52 and 17%), root potassium (44 and 37%), leaf magnesium (50 and 28%), root magnesium (56 and 24%), leaf zinc (58 and 47%), root zinc (39 and 29%), leaf iron (10 and 2%), root iron (57 and 23%) and seed yield (52 and 10%), but it increased the amount of leaf sodium (89 and 82%), root sodium (39 and 11%), leaf calcium (14 and 6%) and root calcium (76 and 28%), respectively. Also, salinity stress caused a decrease in the ratio of potassium to sodium absorption, but increased the ratio of calcium to the sum of sodium and potassium in the roots and leaves due to the increase in the amount of sodium and the decrease in potassium. At all salinity levels, foliar spraying with polyamines increased leaf and root potassium, leaf and root magnesium, leaf and root zinc, leaf and root iron, by reducing the amount of sodium in leaves and roots. Also, foliar spraying with spermine, spermidine and putrescine compared to no foliar spraying, increased the seed yield by 32, 8 and 21%, respectively.ConclusionThe results of this research showed that foliar spraying with spermine, spermidine and putrescine by improving the absorption of macro and micro elements in roots and leaves, increasing the ratio of potassium to sodium and the ratio of calcium to total sodium and potassium in roots and leaves could moderate the effects of salinity stress and improve the seed yield of camellia under salinity stress conditions and it prevented excessive reduction in seed yield.Keywords: Camelina, Elements, polyamine, Salt stress, Seed yield
-
سابقه و هدف
شوری یک مشکل جدی و یکی از عوامل اصلی کاهش تولید محصولات کشاورزی در سراسر جهان است. استفاده از ریزجانداران برای بهبود رشد گیاه در خاک بی کیفیت، یک راهکار بالقوه برای مقابله با این مشکل می باشد. جامعه میکروبی مقاوم به شوری، سلامت خاک تحت تاثیر شوری را بهبود بخشیده، عملکردهای اکولوژیکی را حفظ و رشد گیاهان را تقویت می کند. باکتری-های محرک رشد گیاه متحمل به شوری (ST-PGPR)، از طریق مکانیسم های متعددی قادر به تعدیل شرایط نامساعد تنش شوری برای گیاهان همزیست خود می باشند. هدف از پژوهش حاضر، جداسازی، شناسایی و بررسی ویژگی های باکتری های محرک رشد گیاه متحمل به شوری از ریزوسفر گیاهان شورزی می باشد.
مواد و روش هاباکتری های محرک رشد گیاه متحمل به شوری از ریزوسفر گیاهان شورزی بومی شمال ایران جداسازی و مورد بررسی قرار گرفتند. جدایه های باکتری با توانایی رشد در محیط حداقل 2 مولار کلرید سدیم انتخاب و صفات تحرک، توانایی انحلال فسفات معدنی در محیط کشت PKV-آگار با استفاده از محاسبه شاخص انحلال فسفات، تولید سیدروفور در محیط کشت CAS-آگار و توان تولید آن با محاسبه شاخص توان تولید در آن ها ارزیابی شد. بر اساس نتایج بدست آمده، 10 جدایه برتر انتخاب شدند و توانایی تثبیت نیتروژن در محیط کشت Burk، انحلال پتاسیم در محیط Aleksandrov و توان انحلال آن توسط جدایه ها با استفاده از محاسبه شاخص انحلال پتاسیم و نیز تولید IAA-ذاتی و تولید IAA در حضور پیش ماده ال-تریپتوفان در آن ها مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت شناسایی مولکولی جدایه های باکتری منتخب بر اساس توالی یابی ژن 16S rDNA انجام شد.
یافته هابا بررسی توالی ژن 16S rDNA ، چهار جنس Bacillus، Klebsiella، Proteus و Halomonas شناسایی شدند. بیشترین جدایه ها به جنس Bacillus تعلق داشتند. گونه های متعلق به جنس های Klebsiella و Halomonas بیش ترین تحمل به نمک را داشتند. جنس Klebsiella توان انحلال فسفر و پتاسیم بیش تری نسبت به سایر جدایه ها نشان داد. بیش ترین میزان تولید سیدروفور در جدایه متعلق به جنس Proteus مشاهده شد. همه جدایه ها قادر به تثبیت نیتروژن بودند. در بین جدایه های مورد بررسی جدایه های Bacillus بیش ترین میزان تولید IAA-ذاتی را داشتند و در حضور پیش ماده ال-تریپتوفان میزان تولید IAA در جدایه B. licheniformis بیش از سایر جدایه ها بود.
نتیجه گیریجداسازی طیف وسیعی از باکتریهای متحمل به شوری با خصوصیات مطلوب از محیط ریزوسفر گیاهان شورزی نشان دهنده غنای میکروبی بالقوه این ناحیه می باشد که امکان یافتن ریزجانداران مفید محرک رشد گیاه به منظور کاستن اثرات نامطلوب تنش در گیاهان را فراهم می کند.
کلید واژگان: باکتری های محرک رشد گیاه، تنش شوری، گیاهان شورزی، ایندول استیک اسیدBackground and purposeSalinity is a serious problem and one of the main factors in reducing agricultural productivity worldwide. The use of microorganisms to improve plant growth in low quality soil is a potential solution to address this problem. The salinity resistant microbiome improves the health of the salinity affected soils, maintains ecological functions and enhances plant growth. Salt tolerant plant growth promoting rhizobacteria (ST-PGPR) are able to adjust the salinity stress adverse conditions for their symbiotic plants through several mechanisms. This study aimed to isolation, identification and investigation the characteristics of salt tolerant-plant growth promoting rhizobacteria from the rhizosphere of halophyte plants.
Materials and methodsSalinity tolerant plant growth promoting bacteria were isolated from the rhizosphere of native halophyte plants collected from the north of Iran. Bacterial isolates were selected according to their ability to growth in 2 M sodium chloride and traits of the motility, inorganic phosphate solubilization ability in PKV-Agar medium using phosphate solubilization index calculation, and siderophore production capacity in CAS-agar medium by calculating of its production index. Then, the top 10 isolates were selected and the ability of nitrogen fixation in Burk's medium, potassium dissolution in Aleksandrov's medium by using potassium solubilization index, as well as, the production of intrinsic IAA and the tryptophan-dependent IAA were investigated. Finally, molecular identification of selected bacterial isolates was performed based on 16S rDNA gene sequencing.
FindingsFour genera of Bacillus, Klebsiella, Proteus and Halomonas were identified after 16S rDNA gene sequencing. All isolates were motile. The most of isolates belonged to the genus Bacillus. Species belonging to Klebsiella and Halomonas genera had the highest salt tolerance. Klebsiella genus showed phosphorus and potassium solubilizing ability more than other isolates. The highest amount of siderophore production was observed in the isolate belonging to Proteus genus. All isolates were able to fix nitrogen. Among the studied isolates, Bacillus isolates had the highest rate of intrinsic IAA, and the tryptophan-dependent IAA production in B. licheniformis was higher than other isolates.
ConclusionIsolation of wide range of salt-tolerant bacteria with favorable characteristics from the rhizosphere of halophyte plants indicates the microbial richness potential of this area, which provides the possibility of finding useful microorganisms that promote plant growth and reduce the adverse effects of stress in plants. Keywords: Plant growth promoting bacteria, Salinity stress, Halophyte plants, Indole acetic acid
Keywords: Plant growth promoting bacteria, Salinity stress, Halophyte plants, Indole acetic acid -
تعیین بهترین تابع تولید آب- شوری- عملکرد می تواند مدیریت مصرف آب کشاورزی را در مناطقی که با کمبود منابع آبی مواجه هستند، بهبود بخشد. به این منظور پژوهشی گلخانه ای به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با دو عامل شوری و سطح آبیاری در سه تکرار در محل گلخانه تحقیقاتی مرکز آموزش عالی کاشمر انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح شوری آب آبیاری: (آب غیر شور) 7/0= S1، 4= S2، 8= S3 و 12= S4 دسی زیمنس بر متر و سه سطح میزان آب آبیاری: آبیاری کامل (تامین 100% نیاز آبی گیاه)= W1، W1 75/0= W2 و W1 5/0= W3 در یک خاک شنی لومی با جرم مخصوص ظاهری 41/1 گرم بر سانتی مترمکعب اعمال شدند. به منظور تعیین بهترین تابع تولید آب- شوری- عملکرد دانه کاملینا از توابع خطی، درجه دوم، کاب داگلاس و نمایی استفاده گردید. نتایج نشان داد که بهترین تابع تولید برای پیش بینی عملکرد دانه کاملینا در گلخانه و در شرایط کاشت گلدانی، تابع درجه دوم بود. شاخص های تولید نهایی (MP) و نسبت نهایی نرخ فنی (MRTS) عملکرد دانه نسبت به دو عامل کمیت و کیفیت آب آبیاری نشان دادند که با افزایش یک سانتی متر عمق آب و با فرض ثابت ماندن شوری آب آبیاری، عملکرد دانه کاملینا به اندازه 8/56 کیلوگرم در هکتار افزایش می یابد. هم چنین با توجه به شاخص تولید نهایی کاملینا نسبت به شوری آب آبیاری (MPECw) مشخص می شود که به ازای یک واحد افزایش شوری آب آبیاری با فرض ثابت ماندن عمق آب آبیاری، میزان عملکرد دانه کاملینا به اندازه 7/38 کیلوگرم در هکتار کاهش می یابد. با توجه به یافته-های این پژوهش می توان گفت که اعمال 70 میلی متر عمق آب آبیاری در آب های با شوری کم تر از چهار دسی زیمنس بر متر امکان رسیدن به عملکرد دانه مطلوب کاملینا در گلخانه و در شرایط کاشت گلدانی را در شهرستان کاشمر فراهم می نماید. البته در شرایط مزرعه با توجه به مصرف آب بیش تر گیاه (حدود 300 میلی متر) و طولانی تر بودن طول دوره ی رشد گیاه نسبت به شرایط کاشت گلدانی و گلخانه، ضرایب توابع تولید پیشنهادی در این مطالعه قابل استفاده نخواهند بود و لازم است که مطالعات تکمیلی در زمینه ی تعیین بهترین تابع تولید آب-شوری-عملکرد کاملینا در شرایط مزرعه نیز انجام پذیرد.
کلید واژگان: تنش شوری، تنش خشکی، کارایی مصرف آب، تبخیر و تعرقSalinity is the main problem of the fields under irrigation in many regions of the world which has been caused the farmers encountered with some questions such as determining of the optimum depth of irrigation water by using of saline water, reuse of drained water from the agricultural fields and yield reduction that resulting in reduction revenue by using of saline water. Water shortage and unsuitable quality of irrigation water are two main factors which has restricted the crop production in many regions of Iran. Among environmental stresses, salinity stress is the main factor of crop reduction. Many physiological processes of plants such as germination, seedling growth, flowering and fruit ripening are decrease by increasing in salt concentration in soil and irrigation water. Deficit irrigation and soil or irrigation water salinity decrease the matric and osmotic potential in soil water content respectively, which are resulting in reduction of water absorption by plant roots. Camelina (Camelina sativa L. Crantz) is a plant with oil seed from Brassicaceae family that interest to its planting has increased in recent years. The causes of that are high tolerance of this plant to unfavorable environmental conditions and usage possible of it for many purposes. Appropriate usage of yield- salinity- water crop production functions can be improved agricultural water consumption management in regions with scarce of water resources. Crop production functions such as linear form, Cobb-Douglas, quadratic and transcendental function models were used to simulate relative grain yield of camelina. As the area study in this research namely Kashmar plain, has been forbidden for withdraw of groundwater and many agricultural deep wells in this area have high salinity water, in order to optimum management water consumption in agriculture, determining of the best water-salinity-yield production function for crops such as oil seed plants (canola, seasame and camelina) are essential. For the first time, camelina was planted in Kashmar natural resource and agricultural research center as pilot plan in 2021. As the compounded effects of salinity and water stress on camelina grain yield has been not investigated in this area, the objective of this research was to obtain the optimum crop production function as affected by drought stress and irrigation with saline water. A greenhouse experiment was conducted as a factorial in the form of a completely randomized design with three replications. The experiment treatments were four levels of salinity including drinking water S1=0.7, S2=4, S3=8 and S4= 12 dS m-1 and three levels of irrigation water including W1 (100% provided crop water requirement), W2=0.75W1 and W3=0.5W1 applied in a loamy sand soil texture with bulk density of 1.41 gr cm-3. Linear, Cobb-Douglas, quadratic and transcendental function models were used to simulate relative grain yield of camelina. In order to determine of optimum crop water production function, statistical analysis was done on obtained data and by determining of related statistics the role of each input was characterized quantitatively. For assessing of validation, the obtained functions, the statistics including maximum error (ME), root mean square error (RMSE), determining coefficient (R2), efficiency function (EF) and coefficient of residual mass (CRM) were used. The results showed that quadratic function model was the most appropriate model for estimating of grain yield of camelina under pot planting conditions in greenhouse. Marginal product (MP) and marginal rate of technical substitution (MRTS) indices of grain yield related to quality and quantity of irrigation water showed that with increase a centimeter of irrigation water depth (hypothesized salinity is constant), camelina grain yield increased 56.8 kg ha-1. Also, MP related to irrigation water salinity indicated that with increase a unit of salinity (hypothesized irrigation water depth is constant) camelina grain yield decreased 38.7 kg ha-1. According to findings of this research it could be said that 70 mm depth of irrigation water and EC less than 4 dS m-1 is suitable for achievement to optimum grain yield of camelina under pot planting conditions in greenhouse. It is noteworthy that further consumption of water by plant (almost 300 mm) and longer of growth period duration of plant in field compared to pot planting conditions in greenhouse caused to production function coefficients recommended in this study would not be applicable in field conditions and it is necessary that supplemental studies would be conducted for determining of optimum yield- salinity- water production functions of camelina under field conditions.
Keywords: salinity stress, drought stress, Evapotranspiration, Water use efficiency -
آلویه ورا گیاهی علفی و چندساله است که از نظر اقتصادی و دارویی مورد توجه بسیاری از کشاورزان در کشور قرار گرفته است. شرایط اقلیمی در طول سال و کمیت و کیفیت آب آبیاری روی عملکرد آن اثرگذار است. به همین دلیل تحقیق حاضر با هدف بررسی میزان اثرگذاری این عوامل بر عملکرد و اجزای عملکرد آلویه ورا انجام شد. برای دستیابی به این هدف، طرح آزمایشی به صورت به صورت کرت های خرد شده نواری با مقدار آب آبیاری در سه سطح (I1: 50، I2: 75 و I3: 100 درصد نیاز آبی) و شوری آب آبیاری در دو سطح (S1: 5 دسی زیمنس بر متر و S2: 10 دسی زیمنس بر متر) در سه تکرار در یک مزرعه تحقیقاتی در شهرستان امیدیه با طول جغرافیاییˊ37 30 و عرض جغرافیایی '49 49 انجام شد. نخستین محصول در پاییز 1399 و دومین محصول در بهار 1400 برداشت گردید. نتایج نشان داد که در برداشت نخست آبیاری بر عرض برگ و وزن تازه برگ در سطح پنج درصد و وزن ژل، نسبت وزن ژل به وزن برگ، تعداد پاجوش و کارایی فیزیکی آب در سطح یک درصد و شوری بر ضخامت برگ در سطح پنج درصد و عرض برگ، وزن تازه برگ، وزن ژل، نسبت وزن ژل به وزن برگ و کارایی فیزیکی آب در سطح یک درصد اثر معنی دار داشت. در برداشت دوم، آب آبیاری در بر نسبت وزن ژل به وزن برگ، تعداد برگ و کارایی فیزیکی مصرف آب در سطح یک درصد و شوری بر عرض برگ، ضخامت برگ، وزن تازه برگ و وزن ژل در سطح پنج درصد و نسبت وزن ژل به وزن برگ و کارایی فیزیکی آب در سطح یک درصد اثر معنی دار داشت. در هر دو برداشت نخست و دوم، اثر متقابل آب آبیاری و شوری فقط بر کارایی فیزیکی مصرف آب در سطح پنج درصد اثر معنی دار نشان داد.
کلید واژگان: آلوئه ورا، : تنش آبی، تنش شوری، صبر زرد، کم آبیاریFrom the economic and medicinal point of view, Aloe vera is a herbaceous and perennial plant that has attracted the attention of many farmers Iran. Climatic conditions throughout the year and the quantity and quality of irrigation water affect Aloe vera yield. For this reason, the research was conducted with the aim of investigating the effect of aforementioned factors on the Aloe vera yield and yield components. To achieve this goal, a strip-block design was carried with two factors, include: amount of irrigation water at three levels (I1: 50, I2: 75 and I3: 100% of irrigation water requirement) and irrigation water salinity at two levels (S1: 5 and S2: 10 dS.m-1) with three replications, in a research farm in Omidiye with longitude 30°37° and latitude 49°49°. The first harvest was done in the fall of 2019 and the second harvest in the spring of 2020. The results showed that in the first harvest, irrigation had a significant effects on leaf width, leaf fresh weight (P-value≤0.05), gel weight, the ratio of gel weight to leaf weight, the number of leaves and the water use efficiency (P- value≤0.01). Salinity had a significant effects on leaf thickness (P-value≤0.05), leaf width, leaf fresh weight, gel weight, the ratio of gel weight to leaf weight and water use efficiency (P-value≤ 0.01). In the second harvest, irrigation had a significant effects on the ratio of gel weight to leaf weight, number of leaves and water use efficiency and salinity had a significant effects on leaf width, leaf thickness, leaf fresh weight, gel weight , the ratio of gel weight to leaf weight and water use efficiency . In both the first and second harvests, the interaction effect of irrigation water and salinity only showed a significant effect on the water use efficiency (P-value ≤ 0.05).
Keywords: Aloe vera, Deficit irrigation, salinity stress, water stress -
در شرایطی که کشور ایران به شدت از لحاظ کمبود منابع آب شیرین رنج می برد و مسیله بحران منابع آب به صورت یک مسیله جدی مطرح است، توجه به منابع غیر متعارف آب یک ضرورت اجتناب ناپذیر می باشد که در این صورت بروز تنش های محیطی بخصوص شوری اهمیت پیدا می کند. شوری آب یکی از مهم ترین عوامل محدود کننده رشد گیاهان و شایع ترین تنش محیطی است که با آگاهی از شرایط مطلوب رشد گیاهان از قبیل بستر کشت بخصوص در کشت های گلخانه ای می توان اثر این تنش را کاهش داد. در این راستا به منظور بررسی امکان کاهش اثرات تنش شوری در بابونه آلمانی از طریق تلفیق دو بستر کشت کوکوپیت و پرلیت، پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا شد. در این آزمایش دو فاکتور تنش شوری (Sa) (0، 50، 100 و 150 میلی مولار) و درصد های مختلف بستر کشت (پرلیت 100%، کوکوپیت 25%+پرلیت 75%، کوکوپیت 50%+ پرلیت 50%، کوکوپیت 75%+پرلیت 25% و کوکوپیت 100%) مورد بررسی قرار گرفت. صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی مورد بررسی شامل وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، قطر ساقه، میزان کلروفیل a و bو کلروفیل کل بود. نتایج نشان داد تمامی صفات مورد بررسی تحت تنش شوری قرار گرفته و کاهش قابل توجهی نسبت به شاهد نشان دادند. بستر کشت حاوی 75% کوکوپیت و 25 % پرلیت موجب افزایش 11/22 درصدی وزن تر ریشه نسبت به بستر کشت حاوی 25 % کوکوپیت و 75 % پرلیت گردید. همچنین تیمار شاهد افزایش 08/96 درصدی وزن تر ریشه نسبت به وجود تنش شوری با غلظت 150 میلی مولار را داشت. در مورد میزان کلروفیل کل، نتایج نشان داد تیمار های Co50Pe50+Sa0 و Co75Pe25+Sa0 بیشترین (به ترتیب 93/3 و 01/4 میلی گرم در گرم بافت تازه) و تیمار های Co0Pe100+Sa150، Co25Pe75+Sa150، Co50Pe50+Sa150 و Co100Pe0+Sa150 کمترین (به ترتیب 01/2، 02/2، 06/2 و 19/2 میلی گرم در گرم بافت تازه) میزان را داشتند. بطورکلی می توان گفت گیاه بابونه آلمانی در بستر کشت حاوی کوکوپیت 75%+پرلیت25% می تواند تنش های شدید شوری را تحمل کرده و رشد قابل قبولی داشته باشد.
کلید واژگان: بابونه آلمانی، بستر کشت، تنش شوری، ویژگی های فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی گیاهApplied Soil Reseach, Volume:11 Issue: 2, 2023, PP 129 -140In the situation where Iran is severely suffering from the lack of freshwater resources and the water resources crisis is a serious issue, paying attention to non-conventional water sources is an unavoidable necessity, in which case environmental tensions will occur. Especially salinity becomes important. To investigate the effects of salinity stress in German chamomile with the use of different culture media, factorial research was carried out in the form of a completely randomized design with three replications. In this experiment, two factors of salinity stress (Sa) (0, 50, 100, and 150 mM) and different percentages of culture medium (perlite 100%, cocopit 25%+perlite 75%, cocopit 50%+perlite 50%, cocopit 75%+perlite 25%, and cocopit 100) %) was investigated. The investigated morphological and physiological traits included fresh and dry weight of root and shoot, stem diameter, amount of chlorophyll a and b and total chlorophyll. The results showed that all investigated traits were subjected to salinity stress and showed a significantly decrease compared to the control. The culture medium containing 75% cocopeat and 25% perlite increased the fresh weight of roots by 22.11% compared to the culture medium containing 25% cocopeat and 75% perlite. Also, the control treatment had a 96.08% increase in root fresh weight compared to salt stress with a concentration of 150 mM. Regarding the amount of total chlorophyll, the results showed that Co50Pe50+Sa0, and Co75Pe25+Sa0 treatments were the most (3.93 and 4.01 mg per gram of fresh tissue, respectively) and Co0Pe100+Sa150, Co25Pe75+Sa150, Co50Pe50+Sa150 treatments. Co100Pe0+Sa150 had the lowest (respectively 2.01, 2.02, 2.06, and 2.19 mg per gram of fresh tissue). In general, it can be said that the German chamomile plant in the culture medium containing 75% cocopeat + 25% perlite can withstand severe salt stress and have acceptable growth.
Keywords: Culture medium, German chamomile, morphological, physiological characteristics, Salinity stress -
تنش شوری و خشکی از مهمترین عوامل محدود کننده رشد گیاهان محسوب میشوند. سلنیوم به عنوان یکی از عناصر مفید در برابر اثرات مخرب تنشها شناخته میشود. به منظور بررسی اثر تنشهای آبی و شوری بر بهرهوری آب و بعضی خصوصیات گیاه نعناع فلفلی در حضور سلنیوم، آزمایشی به صورت اسپیلیت در زمان در منطقه تربت جام و در سال 1399 انجام شد. تیمارهای مورد بررسی شامل 2 سطح چین (چین اول، چین دوم)، 3 سطح آبیاری (100، 75 و 50 درصد نیاز آبی)، 3 سطح شوری (0، 50 و 100 میلی مولار کلرید سدیم) و دو سطح سلنیوم (0 و 5 میلیگرم بر لیتر سلنات سدیم) بود. نتایج پژوهش حاضر بیانگر کاهش وزن تر و خشک، ارتفاع، تعداد برگ و گره در شرایط اعمال تنش خشکی و شوری میباشد. به طور کلی وزن تر و خشک، ارتفاع، تعداد برگ و گره، درصد اسانس و بهره وری آب در چین اول بیشتر از چین دوم بود. همچنین محلول پاشی برگی سلنیوم به میزان 5 میلیگرم بر لیتر، موجب افزایش خصوصیات فوق و نیز افزایش تحمل گیاه در برابر تنش شوری و خشکی گردید. نتایج نشان داد که با افزایش به ترتیب تنش خشکی و شوری، بهره وری آب افزایش و کاهش مییابد. همچنین با اعمال تنشهای ملایم خشکی در قالب کم آبیاری، درصد اسانس افزایش یافته و سپس با اعمال تنش به نسبت شدید، درصد اسانس کاهش مییابد. همچنین نتایج حاکی از این بود که استفاده از آب شور در شرایط اعمال تنش خشکی، موجب تشدید کاهش وزن خشک و تر، تعداد گره و درصد اسانس گردید.
کلید واژگان: تنش خشکی، تنش شوری، سلنیوم، بهره وری آب، چین برداشتDrought and salinity stress are the most important limiting factors for plant growth. Selenium has been introduced as one of the useful elements against the destructive effects of stress. To the investigation of influence salinity and drought stress on water productivity and some characteristics of Mentha piperita L in the presence of selenium, an experiment on the split in time was performed in the Torbat-e Jam region, Iran in 2020, including two levels of cut (cut1 and cut2), three levels of irrigation (including full irrigation (100% of water requirement) = I1, I2=75% I1 and I3= 50% I1), three levels of Salinity (0, 50 and 100 mmol NaCl) and selenium factor in 2 levels (0 and 5 mg/l Na2SeO4). The result showed that fresh and dry weight, plant height, the number of leaves per plant, and the number of nodes decrease under salinity and drought stress. Generally fresh and dry weight, plant height, number of leaves per plant, number of nodes, Essential Oil percentage, and water productivity in the first cut was more than in the second cut. Also, foliar spraying of selenium (5 mgr/lit Na2SeO4) increased the above characteristics and also increased plant resistance against salinity and drought stress. The result showed with increasing salinity and drought stress respectively water productivity increased and decreased. the result showed that the percentage of essential oil increased by applying mild stresses in the form of deficit irrigation and then by applying intense stress, the percentage of essential oil decreased. Also result showed that the use of saline water in the conditions of drought stress caused intensification of reduction in fresh and dry weight, number of nodes and percentage of essential oil.
Keywords: salinity stress, Drought stress, selenium, Water productivity, Cut -
با توجه به وضعیت منابع آب کشور ایران، استفاده از آب های نامتعارف به منظور آبیاری امری اجتناب ناپذیر است. بنابراین بررسی واکنش گیاهان مختلف نسبت به شوری به صورت منطقه ای ضروری می باشد. برای این منظور، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان انجام گرفت. در این تحقیق از مینی لایسیمترها (گلدانها) با قطر 24 و ارتفاع 30 سانتی متر استفاده گردید. آبیاری به روش وزنی انجام شد. تیمارهای آبیاری شامل سطوح مختلف شوری (صفر (S0)، 2 (S1)، 4 (S2)، 6 (S3) و 8 (S4) دسی زیمنس بر متر)، بود که برای تهیه این غلظت ها از نمک NaCl استفاده شد. طول دوره رشد مرزه حدود 100 روز بود و میزان تبخیر و تعرق پتانسیل زیره سیا وتبخیر و تعرق مرجع 758/68 و 884/26 میلیمتر بر روز به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد اثر تنش شوری بر روی خصوصیات مورفولوژیکی مانند ارتفاع گیاه، قطر ساقه و همچنین وزن خشک برگ و سرشاخه گلدار، ریشه و ساقه در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. با افزایش تنش شوری، صفات مورفولوژیکی کاهش یافتند. میزان عملکرد (ماده خشک برگ و گل و سرشاخه) در تیمارهای S0، S1، S2، S3 و S4 به ترتیب برابر 1732، 1598، 1412، 1328 و 1230 کیلوگرم بر هکتار به دست آمد. درصد اسانس گیاه مرزه با افزایش تنش شوری، به صورت معنی داری افزایش یافت و در تیمار S4، میزان اسانس، 66/6 درصد افزایش یافت. محتوای نسبی آب برگ با افزایش سطح شوری کاهش یافت و در تیمارهای مختلف تنش به ترتیب برابر83/51، 73/29، 65/79، 64/55 و60/52 درصد بود.
کلید واژگان: تنش شوری، صفات مورفولوژیکی، اسانس، شاخص محتوای نسبی آبConsidering the state of water resources in Iran, using unconventional water for irrigation is inevitable. Investigating the regional plants response to salinity is essential. an experiment was conducted on the research farm of the Agriculture Faculty, Lorestan University. Mini lysimeters (pots) with a diameter of 25 and a height of 30 cm were used. In this research, irrigation schedule was based on weighing method. The research was carried out using five quality treatments of irrigation water including S0: Water of the region (control treatment), S1: EC= 2 dS/m, S2: EC=4 dS/m, S3: EC=6 dS/m and S4: EC=8 dS/m. NaCl was used to make saline water. The growth period of Satureja hortensis was 100 days. The amount of accumulated potential and reference evapotranspiration were obtained 758.68 and 884.26 mm. The results showed that the effect of salinity stress on morphological characteristics such as plant height, stem diameter, as well as dry leaf weight and flowering branch, root and stem in Satureja hortensis was significant at the probability level of one percent. The morphological characteristics decreased as salinity stress increased. The yield of Satureja hortensis in S0, S1, S2, S3 and S4 treatments was 1732, 1598, 1412, 1328 and 1230 kg / ha, respectively. The essential oil content increased significantly as salinity stress increased. These values during different experimental treatments were obtained 1.08%, 1.2%, 1.5%, 1.58% and 1.8%, respectively.
Keywords: Essential oil, Morphological characteristics, RWC, salinity stress -
هدف از این مطالعه بررسی اثرات تنش های توامان شوری و کود نیتروژن بر عملکرد و اجزاء عملکرد گیاه ارزن بود. آزمایش در سال 1400 در قالب طرح کرت خرد شده بر پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ایلام انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح شوری آب آبیاری شامل 63/0، 3، 5 و 8 دسی زیمنس بر متر (S1، S2، S3 و S4) به عنوان تیمارهای اصلی و سه سطح کود نیتروژن شامل 100، 75 و 50 درصد نیاز کودی (N1، N2 و N3) به عنوان تیمارهای فرعی بود. نتایج نشان داد که اثر سطوح تنش شوری اعمال شده بر صفت های نسبت برگ به ساقه و طول پانیکول در سطح احتمال پنج درصد و برای مابقی صفات در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. همچنین تیمارهای مختلف نیتروژن به جز در صفت های نسبت برگ به ساقه، طول پانیکول و ارتفاع بوته تاثیر معنی دار بر صفات مورد مطالعه داشت. اثر متقابل تنش های شوری و نیتروژن بر وزن هزار دانه، وزن اندام هوایی، عملکرد دانه و شاخص برداشت در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود و بر نسبت برگ به ساقه، طول پانیکول و ارتفاع بوته تاثیر معنی داری نداشت. بیشترین عملکرد ارزن به مقدار 76/3 تن در هکتار در S1N1 و کمترین عملکرد به مقدار 53/2 تن در تیمار S4N1 اتفاق افتاد.کلید واژگان: کرت خرد شده، وزن اندام هوایی، تنش شوری، شاخص برداشتThe objective of this study was to investigate the effects of combined stresses of irrigation salinity and nitrogen fertilizer on the yield and yield components of millet plant. The field experiment was conducted as a split plot experiment in a randomized complete block design with three replications at the research farm, Faculty of Agriculture, Ilam University during growing season in 2022. Treatments included four levels of irrigation salinity including 0.63, 3, 5, and 8 dS/m (S1, S2, S3 and S4) as main plots and three nitrogen fertilizer levels including; 100, 75 and 50 % of fertilizer requirement (N1, N2 and N3) as subplots. The results showed that the effect of salinity stress was significant on leaf/stem ratio and panicle length at P<5% and for the rest of the yield components at P<1%. Also, the effect of different nitrogen treatments was significant on all components yield of millet, except leaf/stem ratio, panicle length and plant height. The interaction effect of salinity and nitrogen stress was significant on thousand seed weight, biomass weight, yield and harvest index at the at P<1% and had no significant on leaf/stem ratio, panicle length and plant height. The highest millet yield was 3.76 tons per hectare in S1N1 treatment and the lowest yield was 2.53 tons per hectare in S4N1 treatment.Keywords: Split plot, Biomass weight, Salinity stress, Harvest index
-
با توجه به افت کمی و کیفی منابع آب، طبعا بهینهسازی مصرف آب در بخش کشاورزی ضروری است. یکی از روشهای بهینهسازی مصرف آب در کشاورزی به خصوص در مناطق خشک، استفاده از توابع تولید آب - شوری - عملکرد میباشد. همچنین عنصر سلنیوم به عنوان یک پایین آورنده استرس عمل مینماید، لذا این مطالعه به منظور پیشبینی عملکرد گیاه نعناع فلفلی و تعیین توابع تولید بهینه در شرایط تنش شوری و خشکی در حضور سلنیوم، در منطقه تربت جام اجرا شد. آزمایش به صورت اسپلیت در زمان در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار شامل دو سطح چین (چین اول، چین دوم)، 3 سطح آبیاری (100، 75 و 50 درصد نیاز آبی)، 3 سطح شوری (0، 50 و 100 میلی مولار کلرید سدیم) و دو سطح سلنیوم (0 و 5 میلیگرم بر لیتر سلنات سدیم) اجرا گردید. داده های عملکرد (عملکرد دو چین جهت برآورد بهتر، با هم تجمیع شد) یکبار در حضور سلنیم به میزان 5 میلیگرم بر لیتر سلنات سدیم و یکبار در شرایط عدم حضور سلنیوم، بر فرم های مختلف توابع تولید (خطی ساده، خطی لگاریتمی، درجه دوم و نمایی) برازش داده شد و پس از آنالیز حساسیت، تابع بهینه تولید نعناع فلفلی تعیین گردید. نتایج نشان داد که ضریب تعیین (R2) برای عملکرد در حضور سلنیوم توسط توابع درجه دوم، متعالی، خطی ساده و کاب داگلاس به ترتیب 0.986، 0.969، 0.946 و 0.899 و در شرایط عدم حضور سلنیوم توسط توابع فوق به ترتیب 0.998، 0.968، 0.959 و 0.859 بود. بر اساس نتایج این تحقیق، تابع تولید درجه دوم به عنوان تابع تولید بهینه برای عملکرد گیاه نعناع فلفلی هم در حضور سلنیوم و هم عدم حضور سلنیوم، در منطقه تربت جام، قابل توصیه میباشد. همچنین نتایج اثر ساده سلنیوم بر بهرهوری آب نشان داد که بهرهوری آب در حضور سلنیوم 17.81 درصد بیشتر از مقدار آن در عدم حضور سلنیوم میباشد.
کلید واژگان: توابع تولید، سلنیوم، تنش شوری، تنش خشکی، بهره&lrm، وری آبWater scarcity particularly in arid and semi-arid areas has been threatening food security for millions of people. Considering that Iran is located in an arid and semi-arid zone and crop production is not possible without irrigation management. In areas where crops are irrigated management and proper planning are necessary for optimal use of water. Due to the quantitative and qualitative decline of groundwater resources, it is essential to optimize water use in agriculture. One of the methods to optimize water use in agriculture, especially in arid regions, is to use yield-water-salinity functions. Also, Selenium has been introduced as one of the useful elements against the destructive effects of salinity and water stresses. Peppermint with the scientific name Mentha piperita L is one of the medicinal and aromatic plants whose essential oil has many medicinal, food, cosmetic and health uses. Given that salinity stress and drought stresses are serious issues and problems in arid regions, in such conditions, it is very important to predict crop performance under drought and salinity conditions.Therefore, this study was performed for the prediction of Mentha piperita L yield and the determination of optimal production function under salinity and water stress conditions in a research greenhouse in the Torbat-e Jam region.One of the other innovations of this research is the investigation of the effect of selenium on these production functions and also on water productivity, with the assumption of increasing plant tolerance against salinity and drought stress.An experiment of the split in time was performed in a completely randomized block design with three replications including two levels of cut (cut1 and cut2), Salinity factor in 3 levels (0, 50, and 100 mmol NaCl, three levels of irrigation (including full irrigation (100% of water requirement) = I1, I2=75% I1 and I3= 50% I1), and selenium factor in 2 levels (0 and 5 mg/lit Na2SeO4).To properly establish the plants, the plants were irrigated every other day for two weeks after the transfer of the rhizomes, then as soon as the emergence of new leaves, the pots were treated with sodium selenate (Na2SeO4) in the form of foliar spraying with concentrations of 0 and 5 mg/l, foliar spraying was done three times every other day, and 24 hours after the last foliar spraying, plants under other treatments (salinity and drought stress) were placed. Salinity treatments were added to the pots from the lowest amount and higher concentrations were added gradually over several days. To determine water requirement was used Class A evaporation pan and water treatments were applied based on it. To calculate the water requirement, plant coefficients of peppermint were determined for the initial, development, and middle growth stages, respectively, 0.69, 1.03, and 1.27. 30 days after the application of salinity stress and drought stress, the first cut was done, for a more detailed investigation, the second cut was done 45 days after the first cut.Yield data of Mentha piperita L (yield of two cuts gathered for better estimation together), once in the presence of selenium and once in the absence of selenium were fitted to different production functions including simple linear, Cobb-Douglas, quadratic, and transient models and the optimum one was determined after sensitivity analysis. The results showed that the coefficient of determination (R2) for estimation of the yield in the presence of selenium by quadratic, transcendental, simple linear, and Cobb-Douglas functions were 0.986, 0.981, 0.946, and 0.897, respectively. In the absence of selenium these coefficient were 0.998, 0.995, 0,959 and 0/871, respectively. According to the results of this research, the quadratic production function is recommended as the optimal production function for the yield of Mentha piperita L in the presence and absence of selenium in the Torbat-e Jam region. Therefore, to optimize the agricultural water consumption for the peppermint plant, it is suggested to use the quadratic production function in this region. Also, the results of the statistical parameters show a higher accuracy of the fitted function in the absence of selenium than in the presence of selenium.Also, the results showed water productivity in the presence of selenium was 17.81% higher than its value in the absence of selenium. It can be concluded that Selenium increases water productivity.
Keywords: Production functions, Selenium, salinity stress, drought stress, Water productivity -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیست و ششم شماره 1 (پیاپی 99، بهار 1401)، صص 177 -194
بیوچار به عنوان راهکاری کارآمد در بهبود ویژگی های خاک و مدیریت پسماندهای آلی موجب کاهش اثرات تنش های غیرزیستی و افزایش حاصلخیزی خاک می شود. اما، اثر آن بر شاخص های زیستی در خاک های تحت تنش های هم زمان شوری و آلودگی مورد مطالعه قرار نگرفته است. بنابراین، هدف این پژوهش ارزیابی اثر بیوچار باگاس نیشکر بر شاخص های زیستی در یک خاک آلوده به کادمیم در شرایط شور و غیرشور بود. آزمایش به صورت فاکتوریل با 2 فاکتور شوری (شاهد، 20 و 40 میلی مولار سدیم کلرید) و بیوچار باگاس نیشکر (خاک های اصلاح نشده با بهساز آلی، اصلاح شده با باگاس، بیوچار 400 و 600 درجه سلسیوس به میزان یک درصد) در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا شد. نتایج نشان داد که شوری با افزایش 17-12 درصدی حلالیت کادمیم موجب تشدید سمیت آن برای ریزجانداران و کاهش محسوس فراوانی و فعالیت جمعیت میکروبی خاک شد. برعکس، کاربرد بیوچار با کاهش غلظت کادمیم (18-14 درصد)، افزایش کربن آلی (127-89 درصد) و کربن آلی محلول (70-4 درصد) موجب کاهش اثر این تنش ها بر جمعیت میکروبی و فعالیت آنزیمی خاک شد. به طور کلی، این پژوهش نشان داد که کاربرد بیوچار باگاس نیشکر با کاهش غلظت کادمیم قابل دسترس ناشی از شوری خاک موجب تعدیل نسبی اثر متقابل شوری و آلودگی کادمیم بر شاخص های زیستی خاک می شود.
کلید واژگان: آلودگی کادمیم، بیوچار، تنش شوری، جمعیت میکروبی خاک، دمای گرماکافت، فعالیت آنزیمی خاکBiochar as an efficient strategy for the improvement of soil properties and organic waste management may reduce the potential effects of abiotic stresses and increase soil fertility. However, the effects of this organic amendment on soil microbial indicators under combined salinity and pollution have not been studied yet. Therefore, the objective of this study was to evaluate the influence of sugarcane bagasse biochar on some soil bioindicators in a Cd-polluted soil under saline and non-saline conditions. A factorial experiment was carried out with two factors, including NaCl salinity (control, 20 and 40 mM NaCl) and sugarcane bagasse biochar (soils unamended with biochar, amended with uncharred bagasse, 400 oC biochar, and 600 oC) at 1% (w/w) using a completely randomized design. Results showed that salinity increased the mobility of Cd (12-17%), and subsequently augmented its toxicity to soil microorganisms as indicated by significant decreases in the <a href="javascript:void(0)">abundance and activities of the soil microbial community. Conversely, sugarcane bagasse biochar application reduced the concentration of soil available Cd (14-18%), increased the contents of soil organic carbon (89-127%), and dissolved organic carbon (4-70%), and consequently alleviated the effect of both abiotic stresses on soil microbial community and enzyme activity. In conclusion, this experiment demonstrated that the application of sugarcane bagasse biochar could reduce the salinity-induced increases in available Cd and mitigate the interaction between salinity and Cd pollution on the measured soil bioindicators.
Keywords: Cadmium toxicity, Biochar, Salinity stress, Soil microbial community, Pyrolysis temperature, Soil enzyme activity -
این آزمایش برای بررسی اثر تنش شوری آب آبیاری بر ویژگی های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه سورگوم(رقم اسپیدفید) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ستون های خاک در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران به اجرا در آمد. آزمایش در 15ستون خاک طی 56 روز انجام شد. تیمارهای شوری شامل آب چاه (شاهد) (dSm-1 99/0S1=)، مخلوط آب دریا و آب چاه با نسبتهای 4/1 (dSm-1 7/4S2=)، 4/2 (dSm-1 1/8S3=)، 4/3 (dSm-1 7/13S4=) و آب دریا (dSm-1 9/15S5=) بود. اندازه گیری ها شامل وزن خشک و تر اندام هوایی، دانه و ریشه، قطر و ارتفاع ساقه اصلی، شاخص سطح برگ، مساحت برگ، شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیک و شاخص های مقاومت گیاه سورگوم بود. بر اساس. نتایج، شوری آب و خاک بر تمامی صفات اندازه گیری شده، اثر معنی دار داشت. افزایش شوری آب آبیاری از سطح شاهد (S1) تا تیمار S5، باعث کاهش معنی دار تمام صفات اندازه گیری شده به غیر از شاخص برداشت و نسبت وزن خشک ریشه به وزن خشک ساقه، شد. همچنین، نتایج نشان داد کهS1 بهترین سطح شوری برای رسیدن به بیشینه وزن خشک در بوته گیاه سورگوم (معادل 218 گرم)، بود. در مورد شاخص های مقاومت و نیز تیمار S1 نسبت بالاتری از سایر تیمارها داشت و مقدار آن به ترتیب 67/6 و 4/1 بود. در تیمار S3، کاهش وزن خشک اندام هوایی در مقایسه با تیمار شاهد 5/23% بود، اما در این مورد بین تیمارهای S3 و S4 تفاوت معنی داری در مقایسه با تیمار شاهد مشاهده نشد. همچنین عملکرد نسبی سورگوم (عملکرد هر تیمار درمقایسه با شاهد) تا شوری عصاره اشباع خاک نزدیک به 65/3 دسی زیمنس بر متر کاهشی نداشت و به عنوان حد آستانه تحمل این گیاه در نظر گرفته شد. اما بعد از افزایش شوری، عملکرد گیاه کاهش یافت و در شوری حدود 15 دسی زیمنس بر متر به نصف رسید. شیب خط کاهش عملکرد سورگوم برابر 3% بر دسی زیمنس بر متر محاسبه شد.
کلید واژگان: تنش شوری، آستانه تحمل شوری، سورگوم رقم اسپید فیدSalinity is one of the most important abiotic stresses that has many negative effects on plant growth. To investigate the effect of salinity water irrigation stress on morphological and physiological characteristics of sorghum, an experiment was conducted in a randomized complete block design with 3 replications in soil columns located in the Agricultural and Natural Resources Research Center of Mazandaran Province. The number of experimental columns was 15 and the duration of the experiment was 56 days. Salinity treatments included well water (control) (S1=0.995 dSm-1), Mix seawater and well water in proportions 1/4 (S2=4.680 dSm-1), 2/4 (S3=8.130 dSm-1), 3/4 (S4=13.710 dSm-1) and seawater (S5=15.910 dSm-1). In this study, dry and wet weight of shoots, seeds and roots, diameter and height of main stem, leaf area index, leaf area, harvest index, biological yield and resistance indices of sorghum were measured. The results of analysis of variance showed that the effect of salinity on all measured traits was significant. Increasing the salinity level of irrigation water from control (S1) to treatment (S5) caused a significant decrease at the rate of 1 to 70% in all measured traits except harvest index and root to stem ratio. Also the results of this study showed that the best salinity level to achieve maximum yield in sorghum (Equivalent to 13/218 g) is salinity level (S1). Regarding resistance indices, S1 treatment had higher k/Na and Ca/Na ratios than other treatments, which were 6.67 and 1.4, respectively. Also, the results of comparing the mean of traits between different treatments showed that there were no significant differences between S3 and S4 treatments in traits such as grain yield, straw yield, plant height, leaf area, harvest index, dry weight of root and resistance indices that Up to 3: 1 ratio, seawater to well water can be used to grow sorghum. Also, the relative yield of sorghum to salinity did not decrease by about 3.65 dS /m, which was considered as the tolerance threshold of this plant. But after increasing the salinity of soil saturated extract, plant yield decreased and at salinity of about 15 dS /m was halved. The slope of the sorghum yield reduction line at this stage was calculated to be 3% dS / m.
Keywords: Salinity stress, Salinity tolerance threshold, Sorghum variety Speedfeed
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.