فهرست مطالب

  • سال ششم شماره 2 (پاییز و زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/12/11
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مرضیه سلطانی آلکویی، علی عباسی سورکی*، محسن مبینی دهکردی، شهرام کیانی صفحات 1-14
    مقدمه

    شوری از مهم ترین تنش های غیر زیستی است که به دلیل ایجاد پتانسیل پایین اسمزی، اختلال در جذب آب و سمیت یونی سبب عدم یکنواختی در جوانه زنی و سبز شدن بذر می شود. توسعه روش های زیستی ساده و کم هزینه برای مدیریت تنش شوری در کوتاه مدت راهکاری مفید است. استفاده از ریزوباکتری های محرک رشد گیاهی، سرعت و یکنواختی جوانه زنی را افزایش می دهد. این پژوهش با هدف بررسی اثر باکتری های محرک رشد گیاهی بر شاخص های جوانه زنی و رشد بذر یونجه همدانی در سطوح مختلف شوری اجرا گردید.

    مواد و روش ها:

     آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر دانشگاه شهرکرد در سال 1396 اجرا گردید. فاکتور اول شامل 6 سطح شوری صفر، 5/2، 5، 5/7، 10 و 5/12 دسی زیمنس بر متر از نمک کلرید سدیم و فاکتور دوم شامل 4 سطح پیش تیمار باکتریایی شامل عدم تلقیح بذر با باکتری و بیوپرایمینگ با آسیتنروباکتر (Acinetrobacter calcoaceticus PTCC 1318)، باسیلوس (Bacillus megaterium PTCC 1250) و انتروباکتر (Enterobacter aerogenes PTCC 1221) روی بذرهای یونجه همدانی بود. بذرها پس از تیمار با باکتری در اتاقک رشد با درجه حرارت 20 درجه سلسیوس قرار گرفتند. بسته به تیمار شوری با محلول های مورد نظر آبیاری شدند. پس از گذشت 10 روز شاخص های درصد و سرعت جوانه زنی، طول گیاهچه، وزن خشک گیاهچه، شاخص بنیه I، II و ضریب آلومتریک محاسبه شدند.

    یافته ها:

     با افزایش سطح شوری از 10 دسی زیمنس بر متر، شاخص های جوانه زنی و رشد گیاهچه کاهش یافت. بیشترین میزان کاهش نسبت به شاهد در سطح شوری 5/12 دسی زیمنس بر متر برای درصد جوانه زنی 81/10 درصد، سرعت جوانه زنی 48/49 درصد، طول ساقه چه و ریشه چه به ترتیب 30/13 و 88/28 درصد و شاخص بنیه I و II به ترتیب 27/30 و 28/6 درصد به دست آمد. بذرهای تیمار شده با A. calcoaceticus توانستند شرایط تنش شوری را بهتر تحمل کنند. از نظر درصد جوانه زنی این بذرها در شوری 5/12 دسی زیمنس بر متر تنها کاهش 4 درصدی نسبت به شاهد بدون تنش داشتند. در شرایط شوری 5/2 و 5 دسی زیمنس بر متر، بیشترین میزان سرعت جوانه زنی با کاربرد باکتری A. calcoaceticus به دست آمد و بذرهای تیمار شده با باکتری E. aerogenes ثبات بالایی در سطوح مختلف شوری برای صفت طول گیاهچه از خود نشان دادند. بالاترین شاخص بنیه مربوط به استفاده از باکتری A. calcoaceticus در شوری 5/7 دسی زیمنس بر متر بود.

    نتیجه گیری:

     باکتری A. calcoaceticus نقش موثری در تعدیل اثرات منفی شوری بر صفات درصد و سرعت جوانه زنی، شاخص بنیه I و II و ضریب آلومتریک داشت و باکتری E. aerogenes به صورت کارآمدتر سبب تعدیل اثرات منفی شوری بر صفات طول و وزن خشک گیاهچه شد.

    کلیدواژگان: آسینتروباکتر، انتروباکتر، باسیلوس، درصد جوانه زنی، شاخص بنیه، وزن خشک گیاهچه
  • اکرم رستمی پور، علی مرادی*، حمیدرضا عیسوند صفحات 15-29
    مقدمه

    حالت خواب به عنوان یک شیوه اجتناب از تنش های اقلیمی اهمیت زیادی در حفظ گونه های گیاهی دارد که شامل خواب فیزیولوژیکی، فیزیکی، مورفولوژیکی و مورفوفیزیولوژیکی می باشد. سختی پوسته بذر یکی از دلایل اصلی بروز خواب در گیاهان خانواده لگومینوز است. یکی از سازوکارهای اصلی شکست خواب بذر در گیاهان خانواده لگومینوز استفاده از تیمارهای خراش دهی است. از آن جایی که کمبود اکسیژن از عوامل القاءکننده خواب است، تیمار خراش دهی به واسطه تسهیل در تبادل گازها به ویژه اکسیژن و دی اکسید کربن، سبب برطرف شدن خواب بذر و در نهایت افزایش درصد جوانه زنی می گردد. پرایمینگ با اسید جیبرلیک نیز در شکست خواب فیزیولوژیک در گونه های گیاهی که دچار خواب می باشند موثر واقع شده و موجب جوانه زنی می شود. بدین منظور هدف از این تحقیق بررسی شکست خواب، جوانه زنی و یافتن مناسب ترین تیمار جهت برطرف نمودن خواب بذر سه اکوتیپ گون مرتعی می باشد.

    مواد و روش ها:

     پژوهش حاضر در سال 1392 در آزمایشگاه زراعت دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان به صورت فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرارانجام شد. عامل اول شامل سه اکوتیپگون مرتعی سمیرم، دماوند و زنجان و عامل دوم شامل تیمارهای شکست خواب بود. تیمارهای اعمال شده عبارت بودند از: شاهد، خراش دهی مکانیکی (خراش دهی با سمباده) به همراه سرمادهی به مدت زمان های 10، 20 و 30 روز در دمای 4 درجه سلسیوس ، خراش دهی مکانیکی به همراه اسید جیبرلیک با غلظت 400 و 500 میلی گرم در لیتربه مدت زمان 48 ساعت، خراش دهی شیمیایی با اسید سولفوریک 96 درصد به مدت زمان های 2 و 4 دقیقه، خراش دهی مکانیکی به همراه نیترات پتاسیم 2 درصد به مدت زمان 72 ساعت، خراش دهی مکانیکی به همراه اسیدجیبرلیک 400 میلی گرم در لیتر به مدت زمان 48 ساعت با سرمادهی 20 روز. صفات اندازه گیری شده شامل درصد جوانه زنی، میانگین زمان جوانه زنی، طول گیاهچه، وزن تر گیاهچه، وزن خشک گیاهچه و فعالیت آنزیم آلفاآمیلاز بود.

    یافته ها: 

    نتایج نشان داد که برهم کنش اکوتیپ در تیمار شکست خواب بذر برای کلیه صفات معنی دار گردید. بر مبنای نتایج مقایسه میانگین اکوتیپ دماوند در اکثر مولفه های جوانه زنی نسبت به دو اکوتیپ سمیرم و زنجان برتر بود. در مقایسه بین تیمارهای اعمال شده، تیمار خراش دهی مکانیکی به همراه اسید جیبرلیک 400 میلی گرم در لیتر بر افزایش برخی شاخص های جوانه زنی و رشد گیاهچه ای بیشترین تاثیر را داشت. تیمار خراش دهی مکانیکی به همراه اسید جیبرلیک 400 میلی گرم در لیتر با سرمادهی 20 روز نسبت به دیگر تیمارهای اعمال شده سبب افزایش درصد جوانه زنی کل در اکوتیپ سمیرم با میانگین 67/84 درصد شد و بر افزایش فعالیت آنزیم آلفاآمیلاز تاثیر بیشتری داشت.

    نتیجه گیری: 

    به نظر می رسد خواب بذر گون از نوع فیزیولوژیک نباشد و افزایش جوانه زنی می تواند ناشی از خراش دهی مکانیکی در شکست خواب فیزیکی به علاوه اثر پرایمینگدر اثر دو عامل سرما و اسید جیبرلیک باشد.

    کلیدواژگان: آلفاآمیلاز، تیمارهای شکست خواب بذر، گون مرتعی
  • کیوان ملکی، الیاس سلطانی*، ایرج الله دادی، مجید قربانی جاوید صفحات 31-43
    مقدمه

    خفتگی شرطی تحت عنوان حالتی پویا بین شرایط خفتگی و عدم خفتگی درنظر گرفته می شود. بذرهای دارای خفتگی شرطی بطور عمده در دامنه باریکتری از شرایط دمایی جوانه می زنند. این نوع از خفتگی معمولا در بذرهای دارای خفتگی فیزیولوژیکی نشان داده شده است؛ اما در برخی از بذرهای تازه برداشت شده نیز خفتگی شرطی نشان داده شده است. هدف از این تحقیق بررسی این سوال بود که آیا بذرهای تازه برداشت شده کلزا فاقد خفتگی هستند یا دارای خفتگی شرطی می باشند.

     مواد و روش ها:

     این آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در 4 تکرار در آزمایشگاه تکنولوژی بذر پردیس ابوریحان دانشگاه تهران در سال 1397 انجام شد. در این آزمایش ابتدا بذرهای کلزا از 20 موقعیت جغرافیایی مختلف در دو استان گلستان و مازندران جمع آوری شدند. سپس اقدام به آزمون جوانه زنی در دماهای 5، 15، 20، 30 و 35 درجه سلسیوس شد و درصد و سرعت جوانه زنی بذرها ثبت شد. به منظور رفع خفتگی بذر کلزا از دو تیمار مختلف اسید جیبرلیک و پس رسی استفاده شد. به منظور اعمال تیمار پس رسی، بذرها درون پاکت کاغذی در محیطی خشک و تاریک به مدت 6 ماه انبار شده و سپس مورد آزمون قرار گرفتند. جهت اعمال تیمار اسید جیبرلیک نیز، محلول 100 میلی گرم در لیتر اسید جیبرلیک تهیه و به پتری ها اضافه شد و سپس درصد و سرعت جوانه زنی ثبت گردید.

     یافته ها:

     نتایج نشان داد که بذرهای تازه برداشت شده کلزا دارای خفتگی شرطی اولیه بودند و در دامنه باریکی از شرایط دمایی جوانه زنی داشتند. همچنین، دماهای کاردینال برای بذرهای تازه برداشت شده به ترتیب 45/4 و 8/27 درجه سلسیوس برای دماهای پایه و سقف بود. پس از اعمال تیمارهای اسید جیبرلیک و پس رسی بذرها در دامنه گسترده تری از دما جوانه زنی کردند و دماهای پایه و سقف به ترتیب به 74/1 و حدود 40 درجه سلسیوس رسید. همچنین، درصد جوانه زنی بذرهایی که توسط اسید جیبرلیک و پس رسی تیمار شده بودند در دماهای بالا و پایین افزایش یافت و این افزایش در درصد جوانه زنی در دماهای بالا بیشتر از دماهای پایین بود. همچنین تاثیر تیمار اسید جیبرلیک در رفع خفتگی بیشتر از تیمار پس رسی بود و تیمار پس رسی تاثیری حدواسط بین جیبرلیک و بذرهای تازه برداشت شده داشت.

     نتیجه گیری:

     بر اساس نتایج این آزمایش اعمال تیمارهای رفع خفتگی جیبرلیک اسید و پس رسی موجب رفع خفتگی شرطی اولیه کلزای تازه برداشت شده و افزایش دامنه دمایی جوانه زنی این بذور در دماهای بالا و پایین شد. در این بین تیمار اسید جیبرلیک (غلظت 100 میلی گرم در لیتر) بیشترین تاثیر را بر رفع خفتگی و افزایش گستره دمایی داشت. در بین ارقام این تغییرات در ظرفیت جوانه زنی در دو رقم هایولا 50 و تراپر بیشتر بوده و رقم هایولا 401 کمترین تغییرات را داشت.

    کلیدواژگان: سرعت جوانه زنی، خفتگی، دماهای کاردینال، مدل دندان مانند
  • محسن ملک، فرشید قادری فر*، بنیامین ترابی، حمیدرضا صادقی پور صفحات 45-60
    مقدمه

    پرایمینگ یکی از رایج ترین روش های بهبود بذر می باشد. وقایعی مثل افزایش سنتز اسیدهای نوکلییک، فعال شدن فرآیندهای ترمیمی، افزایش فعالیت های تنفسی و بهبود ظرفیت آنتی اکسیدانی در طی پرایمینگ موجب مجهز شدن بذر به متابولیسم پیشرفته می شود. ازجمله مهم ترین آثار پرایمینگ افزایش درصد، سرعت و یکنواختی جوانه زنی و سبز شدن می باشد. با این حال محققان مهم ترین عامل محدودکننده استفاده از این شیوه را ماندگاری بذرهای پرایمینگ شده می دانند. برخی محققان معتقدند پرایمینگ باعث کاهش قابلیت انبارداری بذرها می گردد. درحالی که عده ای دیگر از محققان افزایش ماندگاری بذرها با استفاده از تیمارهای پرایمینگ را گزارش کرده اند. ازاین رو این مطالعه به منظور بررسی تاثیر پرایمینگ بر قابلیت انبارداری بذرهای ارقام کلزا تحت شرایط متفاوت انبارداری طراحی و اجرا شد.

    مواد و روش ها:

     در این مطالعه اثرات پرایمینگ بر قابلیت ماندگاری بذرهای سه رقم کلزا با نام های دی کا-ایکس پاور، تراپر و هایولا 50 بررسی شد. به این منظور بذرها ابتدا با دو روش هیدروپرایمینگ و اسموپرایمینگ کلرید سدیم تیمار شدند. سپس بذرهای پرایمینگ شده و شاهد با رطوبت های 6، 9، 12 و 15 درصد در دماهای 15، 25، 35 و 45 درجه سلسیوس به مدت 8 ماه نگهداری شدند و طی دوره انبارداری نمونه برداری از تیمارهای مختلف بذری با فواصل یک تا 30 روز انجام و مورد آزمون جوانه زنی قرار گرفتند. در پایان با برازش مدل لجستیک سه پارامتره به داده های درصد جوانه زنی تجمعی در مقابل روز پس از انبارداری، زمان تا کاهش جوانه زنی به 50 درصد محاسبه و به عنوان معیار مقایسه انبارداری بذرها مورداستفاده قرار گرفت.

    یافته ها: 

    نتایج نشان داد رفتار انبارداری بذرهای کلزا بسته به رقم بسیار متفاوت بود و هر رقم رفتار متمایزی از خود نشان داد. همچنین اثرات پرایمینگ بر قابلیت ماندگاری بذرها بسته به شرایط انبارداری، رقم و نوع پرایمینگ متفاوت بود. مقایسه اثرات پرایمینگ بر ماندگاری بذرها در شرایط مختلف انبارداری نشان داد که به طورکلی تیمارهای پرایمینگ در شرایط انبارداری با رطوبت بذر و دمای انبار بالاتر کارایی بیشتری نسبت به شرایط انبارداری با رطوبت بذر و دمای انبار پایین تر داشتند. همچنین تیمارهای پرایمینگ در رقم دی کا-ایکس پاور اغلب موجب افزایش ماندگاری بذرها شدند. درحالی که در رقم های تراپر و هایولا 50 هیدروپرایمینگ اغلب موجب بهبود ماندگاری بذرها و در مقابل اسموپرایمینگ منجر به کاهش ماندگاری بذرها شد.

    نتیجه گیری: 

    با توجه به یافته های این آزمایش مشخص شد آثار پرایمینگ بر قابلیت حیات بذرهای کلزا می تواند از عوامل مختلفی مثل رقم، شرایط مختلف انبارداری و همچنین نوع تیمار پرایمینگ تاثیرپذیر باشد. همچنین در این مطالعه تیمار هیدروپرایمینگ اغلب باعث افزایش قابلیت انبارداری بذرها شد و در مقابل تیمار اسموپرایمینگ غالبا باعث افزایش شدت زوال و کاهش ماندگاری بذرها شد.

    کلیدواژگان: طول عمر بذر، زوال بذر، رفتار انبارداری بذر، هیدروپرایمینگ، اسموپرایمینگ
  • محبوبه حاجی عباسی، رضا توکل افشاری*، علیرضا عباسی، رضا کمائی صفحات 61-79
    مقدمه

    سویا یا Glycine max (L.) Merrill منبع اولیه روغن گیاهی است. بذرهای سویا معمولا توانایی جوانه زنی را در طول ذخیره سازی بلند مدت حتی در شریط مطلوب از دست می دهند. فاکتورهای زیادی در زوال بذر موثر هستند که شامل عوامل ژنتیکی، آسیب مکانیکی، رطوبت نسبی، دمای محیط ذخیره سازی، محتوی رطوبت بذر، وجود میکروفلورا، رسیدگی بذر و عوامل دیگر می باشد که در صورت کاهش کیفیت بذر، شرایط را برای اهداف کشت نامناسب می کند. هدف از این آزمایش بررسی پاسخ های فیزیولوژیک بذر و همچنین شناسایی نقش ژن های LOX2 و GAI1 در زوال بذر تحت تاثیر اتیلن و اسید سالیسیلیک در جوانه زنی بذر زوال یافته سویا بود.

    مواد و روش ها:

     به منظور تعیین اثر زوال بر بذر سویا و همچنین تعیین اثر آمینوسیکلوپروپان کربوکسیلیک اسید (ACC) و اسید سالیسیلیک بر بهبود زوال بذر، طی این تحقیق بذرهای سویا در معرض پیری تسریع شده به مدت صفر، 6 و 10 روز و پیری طبیعی به مدت 6 ماه قرار گرفتند. بذرها پس از پیری با اسید سالیسیلیک با غلظت 50 میکرو مولار و ACC (پیش ماده اتیلن) با غلظت 10 میکرو مولار به مدت 6 ساعت در دمای 25 درجه سلسیوس تیمار شدند. همچنین دسته ای بذر پس از آزمون پیری تسریع شده و طبیعی بدون هیچ تیماری به عنوان شاهد (بذر خشک) استفاده شدند. درصد جوانه زنی، میزان قند کل، گلوکز و فرکتوز بذر مورد بررسی قرار گرفت. همچنین بیان ژن های GAI1 و LOX2 در بذرهای خشک و همچنین طی 6 و 12 ساعت تحت اثر آب، اسید سالیسیلیک و ACC به روش Q-RT- PCR بررسی شد.

    یافته ها:

     نتایج جوانه زنی نشان داد که با افزایش تعداد روزهای پیری، جوانه زنی کاهش می یابد. میزان قند کل در بذرهای 6 روز پیر تفاوت معنی داری با بذر پیر نشده نداشت؛ اما میزان قند کل در بذور 10 روز پیر نسبت به بذرهای پیر نشده افزایش معنی دار داشت. با افزایش سطوح پیری تسریع شده از صفر به 10 روز، محتوی گلوکز و فروکتوز در بذرهای خشک افزایش یافت. ژن ها هم بیان متفاوتی را در روزها و ساعت های مختلف از خود نشان دادند. با افزایش پیری از صفر به 10 روز، بیان GAI1 افزایش یافت. همچنین بیان LOX2 طی پیری تسریع شده از صفر روز به 6 روز افزایش یافت. بیان LOX2 در بذرهای پیر طبیعی خشک نسبت به بذرهای پیر نشده افزایش یافت. هورمون اسید سالیسیلیک و ACC اثرات متفاوتی را بر موارد اندازه گیری شده داشتند.

    نتیجه گیری: 

    در مجموع می توان چنین استنباط کرد که زوال بذر و کاهش بنیه نتیجه برآیند فرآیندهای تخریبی متعدد و اختلال در فعالیت های فیزیولوژیکی بذر است. این پژوهش نشان داد که پیری با افزایش در میزان قندکل، گلوکز و فرکتوز همراه می باشد. همچنین بیان ژن های دخیل در مسیر جوانه زنی نیز دستخوش تغییر می شوند. افزایش بیان ژن LOX2 در هر دو مسیر پیری تسریع شده و پیری طبیعی مشاهده شد. بیان GAI1 در پیری تسریع شده افزایش و در پیری طبیعی کاهش یافت.

    کلیدواژگان: پیری تسریع شده، فروکتوز، گلوکز، زوال بذر، قند کل
  • محمدامین مکوندی، موسی مسکر باشی*، پیمان حسیبی، حسن حمدی صفحات 81-94
    مقدمه

    تنظیم برنامه های مدیریتی عملیات زراعی در مزارع نیشکر می بایست با شناخت دقیق و کافی از مراحل رشد، نمو و فنولوژی محصول بوده و بر اساس تفاوت های هر یک از ارقام زراعی، مورد بازنگری قرار گیرد. با توجه به اهمیت مرحله سبز شدن بر رشد و استقرار گیاهچه های نیشکر و تولید عملکرد کمی و کیفی مطلوب و نبود اطلاعات کافی در این خصوص، آزمایشی به منظور بررسی اثر تاریخ کشت بر خصوصیات فنولوژیکی مرحله گیاهچه ای برخی ارقام تجاری نیشکر در شرایط آب و هوایی جنوب خوزستان در دو سال زراعی 96-1395 و 97-1396 انجام شد.

     مواد و روش ها:

     آزمایش بصورت بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار اجرا شد. ارقام مورد بررسی بر اساس طول دوره رشد (خیلی زودرس، زودرس و میان رس) به ترتیب شامل CP73-21، CP57-614 و CP69-1062 بودند. عملیات کشت نیز در چهار تاریخ 20 مرداد ماه، یکم شهریور ماه، 10 شهریور ماه و 20 شهریور ماه انجام شد. روش کشت بصورت دستی و همپوشانی 3/1 قلمه ها انجام شد. با توجه به لزوم ممانعت از تبعات منفی گستردگی و غیر یکنواختی محیط آزمایشی و شرایط خاص کشت نیشکر، هر رقم زراعی در یک مزرعه جداگانه کشت شد و پس از نمونه برداری و بررسی صفات مختلف، محاسبات و تجزیه آماری برای هر یک از ارقام بصورت جداگانه انجام گردید.

     یافته ها: 

    نتایج نشان داد که در مرحله گیاهچه ای، نیشکر متاثر از شرایط سال و اثر متقابل سال در تاریخ کشت قرار نداشت و تیمارها از این نظر فاقد اختلاف معنی دار بودند. اختلاف تیمارهای تاریخ کاشت در تمام صفات شروع سبز شدن، تکمیل سبز شدن و سرعت سبز شدن جوانه های نیشکر و تعداد برگ، متوسط سطح تک برگ و سطح برگ کل معنی دار بود. در میان ارقام نیشکر، سریعترین شروع، تکمیل و سرعت سبز شدن را رقم CP73-21 بدست آورد. این رقم در تمام تاریخ های کاشت نسبت به سایر ارقام دارای ثبات و یکنواختی رفتار بیشتری بود. درحالیکه رقم CP69-1062 نسبت به سایر ارقام کندتر بود و تنوع رفتاری بیشتری را از نظر سبز شدن جوانه ها در تاریخ های مختلف کشت نشان داد؛ اما رقم CP73-21 از نظر سطح سبز تولید شده نتیجه مناسبی را بدست نیاورد درحالیکه رقم CP69-1062 به علت دارا بودن تعداد برگ و متوسط سطح تک برگ بیشتر، توانست بیشترین سطح سبز را تولید کند. همچنین بهترین نتیجه از نظر زمان شروع و تکمیل و سرعت رشد جوانه های سبز شده، در تاریخ های کشت 20 مرداد ماه و سپس یکم شهریور ماه بدست آمد.

     نتیجه گیری:

     طبق نتایج بدست آمده به منظور دستیابی به بهترین سبز شدن جوانه های نیشکر لازم است کشت عمده مزارع طی بیست روز اول شروع فصل کاشت اتمام یابد و اولویت کشت با رقم CP69-1062 و سپس ارقام CP57-614 و CP73-21 باشد. با توجه به اختلاف ارقام نیشکر، بهره گیری از اطلاعات رشد و نموی مرحله گیاهچه ای این ارقام می تواند به مدیریت علمی تر مزارع بر حسب خصوصیات هر رقم و سرانجام تولید عملکرد مطلوب منجر گردد.

    کلیدواژگان: تکمیل سبز شدن، سرعت سبز شدن، سطح برگ، شروع سبز شدن
  • محمد غیور، مجید طاهریان*، صادق باغبان، سعید خاوری صفحات 95-109
    مقدمه

    تاثیر عوامل محیطی بر مراحل نمو یک گیاه باعث می شود که تاریخ کاشت از منطقه ای به منطقه دیگر متفاوت باشد. درجه حرارت یک عامل مهم حاکم بر حداکثر درصد جوانه زنی و سرعت جوانه زنی می باشد. پرایمینگ بذر باعث بهبود در سرعت جوانه زنی و یکنواختی جوانه زنی و کاهش حساسیت بذر به عوامل محیطی می شود. هدف از این آزمایش بررسی تاثیر تیمارهای پرایمینگ در دماهای پایین بر خصوصیات جوانه زنی چای ترش در شرایط آزمایشگاه و مطالعه اثر تیمارهای مختلف پرایمینگ در بهبود خصوصیات جوانه زنی و استقرار گیاهچه در تاریخ های کاشت زودهنگام و مقایسه تاریخ های کاشت زود هنگام با یکدیگر در مزرعه بود.

    مواد و روش ها:

     آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی واحد کاشمر انجام شد. عامل اول 5 پیش تیمار شامل غلظت های 10 میلی مولار سولفات روی، 5/2 میلی لیتر اسید هیومیک، ترکیب اسید هیومیک و سولفات روی، کود زیستی (پتابارور 2) و شاهد (فاقد هر گونه پیش تیمار) و عامل دوم 5 سطح دما شامل 10، 12، 14، 16 و 18 درجه سلسیوس بود. آزمایش های مزرعه ای در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کاشمر به صورت سه آزمایش مجزا انجام شد. بدین صورت که سه تاریخ کاشت (25/12/1396، 15/1/1397 و 4/2/1397) هر کدام در قالب یک طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار کشت شد. هر آزمایش شامل 5 پیش تیمار بذر همانند بخش آزمایشگاهی بود.

    یافته ها: 

    نتایج مطالعه آزمایشگاهی نشان داد که دما، پرایمینگ و اثر متقابل دما و پرایمینگ بر تمامی صفات مورد مطالعه اثر معنی داری داشتند. به طور کلی در مطالعه آزمایشگاهی پرایم با پتابارور2 و دمای 18 درجه سلسیوس بیشترین درصد و سرعت جوانه زنی را نشان داد. نتایج نشان داد که تاریخ کاشت بر تمامی صفات مورد مطالعه در آزمایش مزرعه ای تاثیر معنی داری داشت. پرایمینگ فقط برای وزن تر ساقه تفاوت معنی داری نشان داد. اثر متقابل پرایمینگ در تاریخ کاشت برای صفات مورد مطالعه معنی دار نشد. بالاترین درصد سبز شدن در تاریخ کاشت 15 فروردین به دست آمد، با کاشت دیرتر از 25 اسفند تا 15 فروردین کاهش 74 درصدی در سرعت سبز شدن مشاهده گردید. در میان تیمارهای پرایمینگ، ترکیب سولفات روی و اسید هیومیک برتری معنی داری را نسبت به سایر تیمارها فقط در مورد وزن تر ساقه نشان داد.

    نتیجه گیری:

     بررسی ها نشان داد با توجه به حساسیت بالای جوانه زنی بذر چای ترش در درجه حرارت های پایین، لازم است تاریخ کاشت در هر منطقه طوری انتخاب شود که با درجه حرارت های کمتر از 18 درجه سلسیوس توام نباشد.

    کلیدواژگان: استقرار گیاهچه، دما، سرعت جوانه زنی، شاخص بنیه طولی، گیاهان دارویی
  • سپیده نیکومرام، نعیمه بیاتیان، امید انصاری* صفحات 111-123
    مقدمه

    دما یکی از عوامل اولیه مهم کنترل کننده جوانه زنی می باشد. امروزه شیوه پیش تیمار بذر به عنوان عامل بهبود دهنده جوانه زنی و استقرار تحت تنش های محیطی معرفی شده است. با استفاده از مدل های رگرسیون غیرخطی می توان پاسخ جوانه زنی بذر به دما و پرایمینگ بذر را کمی سازی کرد؛ بنابراین، این تحقیق به منظور بررسی اثر دما و پرایمینگ بر جوانه زنی و تعیین دمای کاردینال جوانه زنی (دمای پایه، مطلوب و بیشینه جوانه زنی) بذر کلزا به اجرا درآمد.

    مواد و روش ها:

     تیمارهای آزمایشی شامل سطوح مختلف پرایمینگ بذر (بذر بدون پرایمینگ، پرایمینگ با آب، اسید جیبرلیک 50 و 100 میلی گرم در لیتر) و دماهای مختلف (5، 10، 15، 20، 25، 30، 35 و 40 درجه سلسیوس) بود. با استفاده از مدل لجستیک 3 پارامتره، جوانه زنی بذر کلزا به سطوح مختلف دما و پرایمینگ بذر کمی سازی شد و درصد و زمان رسیدن به 50 درصد جوانه زنی به دست آمد. جهت کمی سازی واکنش سرعت جوانه زنی بذر کلزا به دما از 3 مدل رگرسیون غیرخطی دو تکه ای، دندان مانند و بتا استفاده شد. جهت مقایسه مدل ها و تعیین مناسب ترین مدل از شاخص ریشه میانگین مربعات، ضریب تببین، ضریب تغییرات و خطای استاندارد برای درصد جوانه زنی مشاهده شده در مقابل جوانه زنی واقعی استفاده شد.

    یافته ها: 

    نتایج نشان داد که دما و پرایمینگ علاوه بر درصد جوانه زنی بر سرعت جوانه زنی نیز اثر گذار بود. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دما تا دمای مطلوب، درصد و سرعت جوانه زنی افزایش یافت و استفاده از تیمار پرایمینگ بذر، درصد و سرعت جوانه زنی را افزایش داد. در مقایسه 3 مدل استفاده شده با توجه به پارامترهای آماری مناسب ترین مدل جهت تخمین دماهای کاردینال کلزا برای تیمار بدون پرایمینگ مدل دوتکه ای و برای تیمار پیش انداز شده با اسید جیبرلیک 100 میلی گرم در لیتر و آب مدل دوتکه ای و دندان مانند و برای تیمار پیش انداز شده با اسید جیبرلیک 50 میلی گرم در لیتر مدل دندان مانند بود. نتایج نشان داد که دمای پایه برآورد شده با استفاده از مدل دوتکه ای برای بذر بدون پرایمینگ، پرایمینگ با آب، پرایمینگ با اسید جیبرلیک 50 و 100 میلی گرم در لیتر به ترتیب 54/3، 57/2، 34/2 و 34/2 درجه سلسیوس و با استفاده از مدل دندان مانند به ترتیب 34/3، 45/2، 21/2 و 83/2 درجه سلسیوس بود. دمای مطلوب با استفاده از مدل دوتکه ای به ترتیب 62/24، 23/23، 69/23 و 38/24 درجه سلسیوس و با استفاده از مدل بتا 18/27، 66/27، 87/27 و 11/27 درجه سلسیوس، دمای مطلوب تحتانی و فوقانی با استفاده از مدل دندان مانند، 01/20 و 62/19، 25/16 و 87/19، 81/28 و 38/27 و 58/29 و 31/27 درجه سلسیوس، دمای سقف با استفاده از مدل دو تکه ای 07/40، 52/40، 4/40 و 56/40 و با استفاده از مدل دندان مانند 17/40، 35/40، 61/39 و 91/40 درجه سلسیوس برآورد شد.

    نتیجه گیری:

     استفاده از مدل های رگرسیون غیرخطی (دو تکه ای، دندان مانند و بتا) جهت کمی سازی پاسخ جوانه زنی بذر کلزا به سطوح مختلف پرایمینگ بذر و دماهای مختلف دارای نتایج قابل قبولی بود؛ بنابراین با استفاده از خروجی این مدل ها در دماهای مختلف می توان سرعت جوانه زنی را در تیمارهای مختلف پیش بینی نمود.

    کلیدواژگان: پرایمینگ بذر، جوانه زنی، دماهای کاردینال، کلزا، مدل های رگرسیون غیرخطی
  • علیرضا گرزی، حشمت امیدی*، امیر بستانی صفحات 125-135
    مقدمه

    استویا (Stevia rebaudiana Bert.) گیاهی علفی و چندساله متعلق به خانواده Astraceae است. گلیکوزیدهای استویول موجود در این گیاه 300-250 بار شیرین تر از ساکارز هستند و با وجود مزه شیرین، جذب بدن نمی شوند. استویا یک گیاه خود ناسازگار است و بذر حاصل از آن توانایی جوانه زنی پایینی دارد. به طورکلی، ظرفیت جوانه زنی ضعیف بذرهای استویا مانع عمده ای برای کشت آن در مقیاس وسیع ایجاد کرده است. پرایمینگ یکی از روش های بهبود بذر است که می تواند باعث افزایش درصد و سرعت جوانه زنی در شرایط محیطی تنش زا شود؛ بنابراین مطالعه حاضر به منظور بررسی تاثیر پرایمینگ با اسید سالیسیلیک (SA) و عناصر ریزمغذی آهن (Fe) و روی (Zn) بر برخی شاخص های جوانه زنی، رشد گیاهچه و همچنین محتوای رنگیزه های فتوسنتزی استویا تحت شرایط نرمال و تنش خشکی انجام شد.

    مواد و روش ها:

     آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه شاهد تهران در سال 1396 اجرا گردید. فاکتورهای مورد بررسی شامل 4 سطح تنش خشکی (صفر، 3/0-، 6/0- و 9/0- مگاپاسکال) و 7 ترکیب پرایمینگ با اسید سالیسیلیک، آهن و روی بودند، بذرهای خشک نیز به عنوان شاهد در نظر گرفته شدند. در این آزمایش، آهن و روی به ترتیب از منابع سولفات آهن و سولفات روی تامین شدند. صفات مورد بررسی در این آزمایش شامل درصد جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه، شاخص بنیه وزنی گیاهچه و محتوی رنگیزه های فتوسنتزی و کاروتنویید بودند.

    یافته ها:

     نتایج این آزمایش نشان دهنده حساسیت بیشتر طول ریشه چه نسبت به طول ساقه چه بود. با افزایش شدت تنش خشکی از صفر تا 9/0- مگاپاسکال، محتوی رنگیزه های فتوسنتزی استویا به طور معنی داری در همه تیمارهای پرایمینگ کاهش یافتند، به گونه ای که کم ترین مقادیر کلروفیل a، b و کاروتنویید در پتانسیل 9/0- مگاپاسکال مشاهده شدند. پیش تیمار با اسید سالیسیلیک + آهن + روی در بهبود خصوصیات جوانه زنی و محتوی کلروفیل استویا موثرتر از سایر تیمارها تحت شرایط نرمال و تنش خشکی بود. در بالاترین سطح تنش خشکی، کاربرد هم زمان آهن، روی و اسید سالیسیلیک صفات درصد جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه، بنیه گیاه چه و محتوای کلروفیل کل را در استویا به ترتیب 7/55، 5/50، 3/74، 3/90 و 5/85 درصد در مقایسه با شاهد افزایش داد.

    نتیجه گیری: 

    به طور کلی، می توان پرایمینگ بذر با عناصر ریز مغذی (آهن و روی) و اسید سالیسیلیک و به ویژه کاربرد توام آن ها را جهت افزایش مقاومت استویا به تنش خشکی در مرحله جوانه زنی توصیه نمود.

    کلیدواژگان: درصد جوانه زنی، اسید سالیسیلیک، سولفات آهن، سولفات روی، کلروفیل
  • محمدحسین امینی فرد*، حسن بیات صفحات 137-149
    مقدمه

    فلفل متعلق به خانواده بادمجانیان می باشد و از مهمترین محصولات سبزی و باغی بوده که به دلیل ارزش تغذیه ای، تمایل به مصرف آن در سراسر جهان رو به افزایش است. جوانه زنی و سبز شدن بذر به شدت تحت تاثیر تنش های محیطی از جمله شوری و خشکی قرار می گیرد، به طوریکه استقرار ضعیف گیاه یکی از مشکلات اصلی در مناطق خشک و شور می باشد. خشکی بر جنبه های مختلف رشد گیاه تاثیر گذاشته و موجب کاهش و به تاخیر انداختن جوانه زنی، کاهش رشد اندام های هوایی و کاهش تولید ماده خشک می گردد. تنش شوری نیز به عنوان یکی از تنش های غیرزنده مهم است که نقش مهمی در کاهش تولید محصولات زراعی و باغی دارد.

    مواد و روش ها:

     به منظور بررسی اثر تنش های خشکی و شوری بر خصوصیات جوانه زنی بذرهای فلفل شیرین، دو آزمایش مجزا در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند در سال 1395 انجام شد. برای اعمال تنش خشکی از پلی اتیلن گلیکول 6000 و برای تنش شوری از کلرید سدیم استفاده گردید. سطوح تیمارهای آزمایش های خشکی و شوری شامل پتانسیل های اسمزی صفر، 2-، 4-، 6-، 8-، 10- و 12- بار بودند. بذرها با محلول هیپوکلریت سدیم دو درصد به مدت یک دقیقه ضدعفونی و سپس با آب مقطر شسته شدند. محیط کشت، پتری هایی با قطر 9 سانتی متر بود و در هر کدام 25 عدد بذر بر روی دو لایه کاغذ صافی قرار داده شد و سپس به هر پتری مقدار 5 میلی لیتر آب مقطر یا محلول اضافه شد. صفات مورد بررسی شامل درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی، شاخص بنیه بذر، طول ریشه چه و ساقه چه، نسبت طول ریشه چه به ساقه چه، وزن خشک ریشه چه،ساقه چه و کل بود.

    یافته ها:

     براساس نتایج تجزیه واریانس، تنش شوری و خشکی بر شاخص های جوانه زنی و رشد فلفل شیرین تاثیر معنی داری داشتند، به طوریکه در سطح 10- و 12- بار تنش شوری، جوانه زنی فلفل شیرین به شدت کاهش یافت و به صفر رسید. درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی و وزن خشک گیاهچه با افزایش تنش خشکی از صفر به 12- بار به ترتیب 75/43، 67/41 و 46/93 درصد کاهش یافتند. شاخص بنیه بذر در هر دو تنش نیز کاهش یافت، به طوریکه با افزایش سطح تنش خشکی و شوری از پتانسل اسمزی صفر به 12- بار، شاخص بنیه بذر فلفل شیرین به ترتیب 58/96 و100 درصد کاهش یافت.

    نتیجه گیری:

     نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که در مرحله جوانه زنی، تحمل گیاه فلفل شیرین به تنش شوری در مقایسه با تنش خشکی، بیشتر است، ولی برای ارزیابی دقیق تر نیاز به انجام آزمایشات تکمیلی در مزرعه و گلخانه می باشد.

    کلیدواژگان: درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی، پلی اتیلن گلیکول، کلرید سدیم
  • مهناز طاطاری، ابراهیم غلامعلی پور علمداری*، زینب اورسجی، مهدی زارعی صفحات 151-161
    مقدمه

    گیاهان هرز به علت داشتن عادت تهاجمی و رقابتی، مانع رشد گیاهان با ارزش می شوند. دخالت در گیاهان شامل رقابت محیطی و آللوپاتی (خودآسیبی و دگرآسیبی) است. در دگرآسیبی، ترکیبات شیمیایی رها شده از گیاهان قادر است رشد گیاهان مجاور را تحت تاثیر قرار دهند. مدیریت صحیح علف های هرز و بهره وری توان دگرآسیبی آن ها موجب کاهش خسارت علف های هرز و علاوه بر آن گامی موثر در کاهش مصرف علف کش ها خواهد بود. بنابراین هدف از این تحقیق، ارزیابی توان دگرآسیبی عصاره آبی اندام های مختلف علف هرز پنیرک بر مولفه های جوانه زنی و رنگدانه های فتوسنتزی سوروف بود.

    مواد و روش ها:

     این آزمایش به منظور ارزیابی پتانسیل دگرآسیبی عصاره آبی اندام های مختلف علف هرز پنیرک (Malva sylvestris) شامل ساقه، برگ، گل به علاوه مخلوطی از آن ها بر صفات جوانه زنی و رنگدانه های فتوسنتزی سوروف به صورت طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در آزمایشگاه علوم علف های هرز دانشگاه گنبدکاووس در سال 1396 به اجرا درآمد. ابتدا اندام های هوایی علف هرز پنیرک در مرحله گل دهی از سطح مزارع شهرستان رامیان جمع آوری، به طور دقیق از یکدیگر جدا و پودر گردید. سپس سوسپانسیون 5 درصد (حجمی/وزنی) از آن ها با کمک آب مقطر تهیه گردید و در پایان عصاره حاصل از هر یک از اندام های علف هرز پنیرک به پتری های حاوی بذرهای سوروف اضافه گردید. در انتهای روز هفتم صفاتی نظیر سرعت و درصد جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه، بنیه بذر، محتوای کلروفیل و کاروتنوییدها مورد اندازه گیری قرار گرفت.

    یافته ها:

     نتایج نشان داد که تیمارهای مختلف اثر بازدارندگی متفاوتی بر صفات جوانه زنی و رشد گیاهچه ای علف هرز سوروف داشتند. بیشترین بازدارندگی درصد و سرعت جوانه زنی و طول ریشه چه و ساقه چه سوروف تحت کاربرد عصاره برگ به ترتیب معادل 04/64، 37/64، 69/87 و 81/62 درصد به دست آمد. در این مطالعه، طول ریشه چه بیشتر از طول ساقه چه تحت تاثیر ترکیبات دگرآسیب اندام های مختلف علف هرز پنیرک قرار گرفت. مطابق نتایج، اندام های مختلف علف هرز پنیرک و مخلوطی از آن ها نیز اثر بازدارندگی متفاوتی بر میزان کلروفیل و کاروتنویید گیاهچه سوروف داشتند. به نظر می رسد تفاوت در تاثیر بین اندام های مختلف علف هرز پنیرک مربوط به حد آستانه غلظت مواد دگرآسیب شیمیایی به ترکیبات دگرآسیب اندام ها که منجر به پاسخ متفاوت علف هرز سوروف می شود.

    نتیجه گیری:

     با توجه به اثبات اثر دگرآسیبی اندام های مختلف علف هرز پنیرک بر ویژگی های جوانه زنی، رنگیزه های کلروفیلی و کاروتنوییدی علف هرز سوروف و زیست توده تولیدی بالای آن، پیشنهاد به بهره وری از ترکیبات دگرآسیب شیمیایی این گیاه به عنوان علف کش ها با منشاء طبیعی می باشد.

    کلیدواژگان: بنیه بذر، پتانسیل دگرآسیبی، درصد جوانه زنی، علف هرز
  • مریم اکبری*، مهدی برادران فیروزآبادی، محمدرضا عامریان، ناصر فرخی صفحات 163-176
    مقدمه

    طیف وسیعی از شرایط نامطلوب محیطی به ویژه دما و رطوبت بالا طی دوره انبارداری بذر می توانند بر کیفیت آن تاثیر نامطلوب بگذارد. اسید سینامیک به عنوان مهمترین ترکیب مسیر فنیل پروپانویید در گیاهان به وفور یافت می شود و سطوح داخلی آن در مواجهه با انواع تنش های زنده و غیرزنده تغییر می کند. از این رو، این مطالعه به منظور بررسی ویژگی های جوانه زنی، پویایی ذخایر بذر، نشت الکترولیت ها و محتوای مالون دی آلدهید در بذرهای فرسوده لوبیا چشم بلبلی تحت تاثیر غلظت های مختلف اسید سینامیک انجام گرفته است.

    مواد و روش ها

    این آزمایش به صورت فاکتوریل 2 عاملی بر پایه طرح کاملا تصادفی در آزمایشگاه بذر گروه فیزیولوژی گیاهی دانشگاه وخنینگن هلند انجام شد. فاکتورها به صورت دو سطح از کیفیت اولیه بذر (بذر غیرفرسوده و بذر فرسوده) و 5 سطح غلظت های اسید سینامیک (0، 15، 30، 45 و 60 میکرومولار) بودند. از پیری تسهیل شده به عنوان روشی کارامد جهت شبیه سازی شرایط نگهداری بذر در حضور عوامل تسهیل کننده فرسودگی استفاده شد. به منظور فراهم آوردن بذرهای فرسوده، بذرها در معرض دمای 43 درجه سلسیوس، رطوبت نسبی 95% به مدت 72 ساعت در انکوباتور قرار گرفتند. برای هر دو گروه بذری فرسوده و غیرفرسوده پس از پیش تیمار غلظت های CA به مدت 6 ساعت، آزمون جوانه زنی استاندارد و بنیه بذر در چهار تکرار انجام شد. صفات مربوط به جوانه زنی با استفاده از نرم افزار جرمیناتور برآورد گردید. رشد هتروتروفیک، پویایی ذخایر بذر، هدایت الکتریکی و پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء (میزان تجمع مالون دی آلدهید) نیز با استفاده از روش های موجود بررسی شدند.

    نتایج

    بذرهای لوبیا چشم بلبلی بر حسب کیفیت اولیه خود پاسخ متفاوتی به پیش تیمار اسید سینامیک دادند. بذرهای فرسوده پیش تیمار شده با غلظت های 45 و 60 میکرومولار به طور معنی داری درصد جوانه زنی بالاتری در مقایسه با شاهد داشتند. همچنین غلظت 45 میکرومولار سبب بهبود بنیه این بذرها گردید. پیش تیمار بذرهای غیرفرسوده با غلظتهای 15، 30 و 45 میکرومولار میزان استفاده از ذخایر بذر را افزایش داد. کاربرد غلظت 30 میکرومولار اسید سینامیک یکنواختی جوانه زنی بذرهای فرسوده را بهبود بخشید. پیش تیمار با غلظت های 15 و 30 میکرو مولار، سطح زیر منحنی به طور مثبت و معنی دار تحت تاثیر قرار داد. پیش تیمار با غلظت های 45 و 60 میکرومولار افزایش معنی دار وزن خشک گیاهچه حاصل از بذرهای فرسوده را در پی داشتند. به کارگیری غلظت 45 میکرومولار سبب کاهش نشت الکترولیت ها تا حدود 38 درصد و بهبود کارایی استفاده از ذخایر بذرهای فرسوده گردید. به علاوه، محتوای مالون دی آلدهید بذر به عنوان شاخصی از پراکسیداسیون لیپیدهای غشایی با کاربرد اسید سینامیک و افزایش غلظت کاربرد آن به شدت در بذرهای فرسوده کاهش نشان داد.

     نتیجه گیری: 

    بر اساس نتایج این بررسی، بذرهای لوبیا چشم بلبلی برحسب کیفیت اولیه خود واکنش متفاوتی به اسید سینامیک نشان می دهند. در مجموع نتایج این مطالعه نشان داد پیش تیمار بذرهای فرسوده با اسید سینامیک به ویژه غلظت 45 میکرومولار به خوبی قادر است سبب بهبود و تقویت بذرهای فرسوده لوبیا چشم بلبلی گردد. می توان این متابولیت را به عنوان یک آنتی اکسیدان قوی در شرایط تنش فرسودگی بذر در نظر گرفت که قادر به بهبود بذرهای فرسوده لوبیا چشم بلبلی می باشد.

    کلیدواژگان: پراکسیداسیون لیپیدی، پیری تسهیل شده، تکنیک های بهبوددهنده بذر، فنیل پروپانوئیدها، فرسودگی بذر
|
  • Marzie Soltani Alikooyi, Ali Abbasi Surki*, Mohsen Mobini Dehkordi, Shahram Kiyani Pages 1-14
    Introduction

    Salinity is one of the most serious abiotic stresses, causing instability in germination and seed emergence due to low osmotic potential and ionic toxicity. Development of simple and low-cost biologic methods is essential for short-term management of salt stress. The use of plant growth-promoting rhizobacteria increases the rate and uniformity of germination. This research aimed to investigate the effect of bacterial growth-promoting bacteria on the germination and seedling growth indices of alfalfa c.v. Hamedani in different salinity levels.

    Materials and Methods

    A CRD factorial experiment with four replications was conducted in Seed Science and Technology Laboratory of Shahrekord University in 2016. The first factor consisted of 6 salinity levels 0, 2.5, 5, 7.5, 10 and 12.5 dS/m created with sodium chloride, and the second was four levels of bacterial pre-treatment: no inoculation with bacteria and biopriming, inoculation of alfalfa seeds with Acinetrobacter calcoaceticus PTCC 1318, Bacillus megaterium PTCC 1250 and Enterobacter aerogenes PTCC 1221. The seeds were treated with bacteria and placed at a 20 °C growth chamber. They were then irrigated with desired solutions depending on the salinity treatment. Germinated seeds were counted daily and the parameters of germination percentage and rate, seedling length, seedling dry weight, vigour index I, II and allometric coefficient were calculated after 10 days.

    Results

    Salinity levels higher than 10 dS/m reduced germination indices and seedling growth of alfalfa. The highest reductions were obtained for 12.5 ds/m salinity level versus control for germination percentage (10.81%), germination rate (49.48%), plumule and radicle length (13.30% and 28.88% respectively) and vigor index I and II, which were 30.27% and 6.28%, respectively. The seed treated with A. calcoaceticus was able to tolerate salinity stresses more than others. For example, the reduction for the seed treated with A. calcoaceticus was only 4%, compared with non-stressed control. In salinity conditions 2.5 and 5 dS/m, the highest rate of germination was obtained, using A. calcoaceticus bacteria. In addition, the seeds treated with E. aerogenes showed higher stability at different levels of salinity for seedling length traits. The highest vigour index related to the use of A. calcoaceticus in salinity was 7.5 ds/m.

    Conclusions

    A. calcoaceticus had a significant role in reducing the negative effects of salinity on germination percentage and rate, vigour index I and II and allometric coefficient while E. aerogenes bacteria were more effective in reducing negative effects of salinity on seedling length and dry weight.

    Keywords: Acinetrobacter, Enterobacter, Bacillus, Germination percentage, Vigor index, seedling dry weight
  • Akram Rostamipoor, Ali Mordai*, Hamidreza Eisvand Pages 15-29
    Introduction

    Seed dormancy, as a technique to avoid environmental stress, is important in preserving plant species and could be of various types including physiological, physical, morphological and morph-physiological dormancy. Seed testa hardness is one of the main causes of dormancy in leguminous family plants. A common method for breaking seed dormancy in leguminous plants is the use of scarification treatments. Given that oxygen deficiency is a factor that induces dormancy, scarification treatments through acceleration of gas exchanges, especially oxygen and carbon dioxide, can reduce seed dormancy and finally increase germination percentages. In addition, priming with gibberellic acid can help dormancy breaking in plant species that have physiological dormancy, finally leading to germination. Therefore, the present study investigated seed dormancy and germination to find the most appropriate treatment for the elimination of seed dormancy in three ecotypes of Astragalus cyclophyllus.

    Materials and Methods

    A factorial experiment based on a completely randomized design with three replications was carried out at Agriculture Laboratory of Lorestan University in 2013. The first factor was three ecotypes of Astragalus Semirom, Damavand and Zanjan, and the second factor was seed dormancy breaking treatments. The applied treatments were: control, (mechanical scarification plus chilling time with 10, 20 and 30 days prechilling at 4°C, mechanical scarification + gibberellic acid at concentrations of 400 and 500 ppm for 48 hours, scarification with sulfuric acid 96% for 2 and 4 min, mechanical scarification and 2% potassium nitrate for 72 h, mechanical scarification and gibberellic acid 400 ppm for 48 h and 20 days prechilling. The measured indices included germination percentage, mean germination time, seedling length, seedling fresh weight, seedling dry weight and alpha-amylase activity.

    Results

    The results showed that the interactions between seed dormancy breaking treatments and ecotype were significant for all the traits. Based on the results of mean comparison, Damavand ecotype exhibited better performance in terms of most of the traits studied, as compared with Semirom and Zanjan ecotypes. Compared with the treatments applied, mechanical scarification plus gibberellic acid 400 ppm was more effective in germination parameters and seedling vigor index. Mechanical scarification and gibberellic acid 400 ppm for 48 h along with 20 days prechilling increased total germination percentage by an average of 67.68% in Semirom ecotype and was more effective in increasing the activity of α-amylase enzyme.

    Conclusion

    It seems that seed dormancy of Astragalus cyclophyllus is not of physiological type and increased germination can be due to mechanical scarification in physical dormancy breaking and priming effect of prechilling and gibberellic acid. 

    Keywords: α-amylase, Seed dormancy breaking treatments, Astragalus cyclophyllus
  • Keyvan Maleki, Elias Soltani*, Iraj Alahdadi, Majid Ghorbani Javid Pages 31-43
    Introduction

    Conditional dormancy (CD) is a dynamic state between dormancy (D) and nondormancy (ND). Seeds at the conditional dormancy stage germinate over a narrower range of temporal conditions. Conditional dormancy is usually observed in seeds with physiological dormancy. However, primary conditional dormancy has also been seen in some freshly harvested seeds. The purpose of the present study was to investigate whether freshly harvested oilseeds have non-dormancy or conditional dormancy.

    Materials and Methods

    A factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with four replications at Seed Technology Laboratory of Aburaihan Campus, University of Tehran, Iran, in 2018. In this experiment, seeds of rapeseed were collected from 20 different locations in Golestan and Mazandaran provinces. Following that, a germination test was carried out at different temperatures (5, 15, 20, 30, 35°C), and the germination percentage and seed germination rate were recorded. In order to break seed dormancy, two treatments were used: gibberellic acid and after-ripening. For after-ripening treatment, seeds were stored in a paper bag in a dry and dark environment for 6 months. For gibberellic acid treatment, a solution of 100 parts per million (PPM) of gibberellic acid was prepared and added to the Petri dishes. Subsequently, the percentage and rate of germination were recorded.

    Results

    The results showed that freshly harvested seeds had primary conditional dormancy and germinated in a narrow range of temporal conditions. In addition, cardinal temperatures for freshly harvested seeds were 4.45 and 27.8 for bases and ceilings, respectively. Following gibberellic acid and after-ripening treatments, seeds germinated in a wider range of temperatures and base and ceiling temperatures reached 1.74 and about 40°C, respectively. Thus, germination percentage of seeds treated with gibberellic acid and after-ripening increased at both high and low temperatures. However, the increase in germination percentage was higher at high temperatures than low temperatures. In addition, the effect of gibberellic acid treatment was more than that of after-ripening treatment on the release of dormancy, and after-ripening treatment had an intermediate effect between the gibberellic acid and freshly harvested seeds.

    Conclusion

    Based on the results of this experiment, the application of gibberellic acid and after-ripening treatments resulted in breaking the dormancy of freshly harvested seeds and increased germination temperature range at high and low temperatures.  Of the two treatments, gibberellic acid had the greatest effect on breaking dormancy and increasing temperature range. Among the cultivars, these changes were maximum in the germination capacity of Hyola 50 and Trapar cultivars and Trapar cultivar had minimum changes.

    Keywords: Germination rate, Dormancy, Cardinal temperature, dent-like Model
  • Mohsen Malek, Farshid Ghaderi Far*, Benjamin Torabi, HamidReza Sadeghipour Pages 45-60
    Introduction

    Priming is one of the most commonly used seed enhancement techniques. Events such as increased synthesis of nucleic acids, activation of repair processes, increased respiratory activity, and improved antioxidant capacity during priming lead to advanced metabolism in seeds. The most important effects of priming include increased percentage, speed and uniformity of germination and emergence. However, the longevity of primed seeds in storage is the major concern for researchers as it restricts widespread use of this technique. Some researchers believe that priming reduces the storage capacity of seeds, while others have reported increased seed shelf life after using priming treatments. Therefore, this study sought to investigate the effects of priming on the storage capacity of the seeds of canola cultivars under different storage conditions.

    Material and Methods

    In this study, the effects of priming on the shelf life of seeds of three canola cultivars including Dk-xpower, Traper and Hayola50 were investigated. For this purpose, the seeds were first treated with hydropriming and osmopriming methods. Then primed and control seeds with 6, 9, 12 and 15% moisture content were stored for 8 months at 15, 25, 35 and 45 °C. Sampling from different seed treatments was carried out at intervals of 1 to 30 days to assess germination. Finally, by fitting a three-parameter logistic model to cumulative germination data versus the day after storage, the time to germination loss to 50% was calculated and used to compare seed storage behavior between the treatments.

    Results

    The results showed that the storage behavior of canola seed varies greatly depending on the cultivar, and each cultivar showed a distinct behavior. Priming effects on the shelf life of seeds were different depending on the storage conditions, cultivars and also the priming methods. Comparison of the effects of priming on the seeds’ shelf life under different storage conditions showed that priming treatments were more efficient under higher seed moisture content and storage temperatures than those with lower seed moisture content and storage temperatures. In addition, priming treatments in Dk-xpower cultivar often increased the seeds’ shelf life. However, in the Traper and Hayola 50 cultivars, hydropriming often improved the seeds’ shelf life, and in contrast to osmopriming, it led to a decrease in the shelf life of the seeds.

    Conclusion

    Based on the results of this study, it was shown that priming effects on canola seed viability can be a function of various factors such as cultivar, storage conditions, and also the type of priming treatment. Moreover, in this study, hydropriming often increased seed longevity whereas osmopriming often increased the deterioration rate and reduced seed longevity.

    Keywords: Seed longevity, Seed deterioration, Seed storage behavior, Hydropriming, Osmopriming
  • Mahboubeh Hajiabasi, Reza Tavakkol Afshari*, Alireza Abbasi, Reza Kamaei Pages 61-79
    Introduction

    Soybean (Glycine max (L.) Merrill) is the primary source of vegetable oil. Even in desirable conditions, soybean seeds lose their viability in long term storage. Many factors contribute to seed deterioration, including genetic factors, mechanical damage, relative humidity, storage temperature, seed moisture content, existence of microflora, and seed maturity, which reduce seed quality and make seeds unfit for cultivation purposes.

    Materials and Methods

    In order to investigate the effects of seed deterioration on seed germination and also the effects of salicylic acid and ethylene on the improvement of deteriorated seeds of G. max., accelerated aging test for 0, 6 and 10 days and natural aging test for 6 months were conducted. After aging conditions, seeds were imbibed with 50 µM salicylic acid and 10 µM ACC (precursor of ethylene) for 6 hours at 25 °C. In addition, after natural and accelerated aging tests, a bunch of seeds was used without any hormonal treatment (i.e., dry seeds) as control seeds. The seeds’ germination percentage, total sugar, fructose, and glucose were investigated. Moreover, the gene expression of GAI1 and LOX1 was measured on dry seeds and under imbibition of water, salicylic acid and ACC at 6, 12 hours using Q-RT-PCR method.

    Results

    The germination results showed that increasing number of aging days led to a decrease in germination. Total sugar content in seeds aged for 6 days did not have a significant difference, as compared with non-aged seeds. However, total sugar content in seeds aged for 10 days was significantly higher than non-aged seeds. Increasing accelerated aging levels from 0 days to 10 days led to increases in glucose and fructose contents in dry seeds. In addition, genes exhibited different expressions in different days and hours. Increasing aging from 0 days to 10 days led to increases in GAI1 gene expression. Moreover, LOX2 expression increased in accelerated aging from 0 to 6 days. LOX2 gene expression in naturally dried aged seeds also increased and was higher than that in non-aged seeds. SA and ACC had different effects on measured values.

    Conclusion

    In general, it can be concluded that the deterioration of seed quality and vigor result from numerous degradation processes and disruption in seeds’ physiological activity. This study showed that aging is associated with an increase in total sugar, glucose and fructose levels. In addition, the expression of the genes involved in the germination is also affected. Increases in LOX2 gene expression were observed in both accelerated aging and natural aging pathways. GAI1 gene expression increased in accelerated aging. However, in normal aging, it decreased.

    Keywords: Accelerated aging, Fructose, Glucose, Total sugar, Seed deterioration
  • MohammadAmin Makvandi, Mousa Meskarbashee*, Payman Hassibi, Hasan Hamdi Pages 81-94
    Introduction

    Management of agricultural operations in sugarcane fields should be informed by the accurate knowledge of sugarcane growth stages and phenology and is to be reviewed based on variety differences. Given the importance of emergence stage on the establishment of seedling and final quality and quantity of sugarcane yield and given the absence of respective information, a study was conducted to investigate the effect of different planting dates on the phenological characteristics of the seedling stage of sugarcane cultivars in the south of Khuzestan Province during 2016-17 and 2017-18.

    Materials and Methods

    The experiment was carried out as a randomized complete block design with three replications. In terms of growth period length, Very premature, Premature, and Semi mature cultivars included CP73-21, CP57-614 and CP69-1062. Planting dates were Aug. 11th, Aug. 23rd, Sep. 1st and Sep 11th. Planting operation was conducted manually and with 1/3 overlap of grafts. In order to prevent the negative effects brought about by the dispersion and non-uniformity of the experimental field and the special conditions of sugarcane cultivation, each cultivar was cultivated in a separate field and after sampling and the study of different traits, the statistical analysis of each cultivar was performed separately.

    Results

    The results showed that sugarcane seedling was not affected by annual conditions and the interaction effect of annual conditions and planting dates. The significant differences of planting dates were observed at the beginning of emergence, its completion and rate of emergence and the number of leaves produced and their area. The fastest rate of the beginning and the completion of emergence was obtained in CP73-21, and on different planting dates, it was more permanent than other cultivars studied, while CP69-1062 had the slowest and more behavioral diversity of emergence on different planting dates. The cultivar CP73-21 did not produce good results in terms of leaf area, but the CP69-1062 cultivar was able to produce the highest level of leaf area due to the extra number of leaves and the mean value of a single leaf area. In addition, the best results were obtained in all characteristics in August, followed by September.

    Conclusions

    Based on the results, in order to achieve the best emergence of sugarcane buds, it is necessary to complete the cultivation of most of the fields within the first twenty days of the beginning of the planting season and priority should be given to cultivar CP69-1062 and then cultivars CP57-614 and CP73-21. Due to the differences between sugarcane cultivars, utilizing seedling stage growth data can lead to more scientific management of the crops in terms of the characteristics of each cultivar, which eventually leads to desirable yields.

    Keywords: Emergence beginning, Emergence completion, Emergence rate, Leaf area
  • Mohammad Ghayour, Majid Taherian*, Sadegh Baghban, Saeed Khavari Pages 95-109
    Introduction

    The effect of environmental factors on the developmental stages of a plant causes the planting date to vary from one region to another. Temperature is a very important factor in the maximum percentage germination and germination rate. Priming improves germination rate, brings about the uniformity of germination and reduces seed susceptibility to environmental factors. The purposes of this experiment were to study the effects of priming treatments at different temperatures on the germination characteristics of Hibiscus sabdariffa under laboratory conditions,  to investigate priming treatments on different planting dates and to compare early planting dates on the farms.

    Materials and Methods

    The experimental study was carried out as a factorial experiment in a completely randomized design with four replications in the Laboratory of Seed Technology of Kashmar University Jihad. The first factor is five primings (Concentrations of ZnSO4 (10 mM), Humic acid (2.5 cc) and the combination of Humic acid and Zinc sulfate, Biological materials (Pota Barvar 2), no treatment (control) and the second factor is five levels of temperature: 10, 12, 14, 16 and 18 °C. Field studies were carried out in Agricultural and Natural Resources Research Center of Kashmar in three separate experiments in 2018. The research was carried out in a completely randomized block design with three replications on three planting dates (March 25th, April 15th, and May 4th, 2018). In each experiment, priming treatments were applied similarly to field experiments.

    Results

    The results of the current experimental study showed that temperature, priming and temperature interaction with priming had a significant effect on all the traits studied. The highest percentage and rate of germination were observed at 18 °C and priming with Pota Barvar 2. The results also showed that planting date had a significant effect on all the traits studied in the field experiment. Priming showed a significant difference only in stem fresh weight. The interaction effect of priming and planting date was not significant for the traits studied. The highest germination percentage was obtained on April 15’s planting date. By planting later than March 25 to 15 April, a decrease of 74% was observed in the rate of germination. Among priming treatments, the combination of Zinc Sulfate and Humic acid showed a significant superiority, compared with other treatments.

    Conclusion

    The findigns suggest that due to the high sensitivity of seed germination of sour tea at low temperatures, the planting date in each area should be carefully chosen so that it does not coincide with temperatures below 18 °C.

    Keywords: Seedling establishment, Temperature, Germination rate, Length vigur index, Plant medicinal
  • Sepideh Nikoumaram, Naeimeh Bayatian, Omid Ansari* Pages 111-123
    Introduction

    Temperature is one of the primary environmental regulators of seed germination. Seed priming technique has been known as a challenge to improving germination and seedling emergence under different environmental stresses. Quantification of germination response to temperature and priming is possible, using non-liner regression models. Therefore, the objective of this study was to evaluate the effect of temperature and priming on germination and determination of cardinal temperatures (base, optimum and maximum) of Brassica napus L.

    Material and Methods

    Treatments included priming levels (non-priming, priming with water, gibberellin 50 and 100 mg/l) and temperature (5, 10, 15, 20, 30, 35 and 40 °C). Germination percentage and time to 50% maximum seed germination of Brassica napus L. were calculated for different temperatures and priming by fitting 3-parameter logistic functions to cumulative germination data. For the purpose of quantifying the response of germination rate to temperature, use was made of 3 nonlinear regression models (segmented, dent-like and beta). The root mean square of errors (RMSE), coefficient of determination (R2), CV and SE for the relationship between the observed and the predicted germination percentage were used to compare the models and select the superior model from among the methods employed.

    Results

    The results indicated that temperature and priming were effective in both germination percentage and germination rate. In addition, the results showed that germination percentage and rate increase with increasing temperature to the optimum level and using priming. As for the comparison of the 3 models, according to the root mean square of errors (RMSE) of germination time, the coefficient of determination (R2), CV and SE, the best model for the determination of cardinal temperatures of Brassica napus L. for non-primed seeds was the segmented model. For hydro-priming and hormone-priming with 50 mg/l GA, the best models were segmented and dent-like models and for hormone-priming with 100 mg/l GA,  the dent-like model was the best. The results showed that for non-priming, hydropriming with water, gibberellin 50 and 100 mg/l treatments, the segmented model estimated base temperature as 3.54, 2.57, 2.34 and 2.34 °C and dent-model estimated base temperature as 3.34, 2.45, 2.21 and 2.83 °C, respectively. The segmented model estimated optimum temperature as 24.62, 23.23, 23.69 and 24.38 °C. The dent-model estimated lower limit of optimum temperature and upper limit of optimum temperature as 20.01, 19.62, 16.25, 19.87 and 28.81, 27.38, 29.58 and 27.31 °C.

    Conclusion

    Utilizing non-liner models (segmented, dent-like and beta) for quantification of germination of Brassica napus L. response to different temperatures and priming produced desirable results. Therefore, utilizing the output of these models at different temperatures can be useful in the prediction of germination rate in different treatments.

    Keywords: Brassica napus, Cardinal temperatures, Germination, Non-liner regression models, Priming
  • Alireza Gorzi, Heshmat Omidi*, Abdolamir Bostani Pages 125-135
    Introduction

    Stevia (Stevia rebaudiana Bert.) is a herbaceous perennial plant that belongs to the family of Asteraceae. Stevia is a self-incompatible herb and the seeds resulting from this plant have low germination ability. Steviol glycosides found in this plant are 250-300 times sweeter than sucrose and despite their sweet flavor; they are not absorbed by the body. In general, the poor germination capacity of Stevia seeds is a major impediment for its large-scale cultivation. Priming is one of the seed enhancement techniques that could lead to an increase of germination percentage and germination rate under stress conditions. Therefore, the present study was conducted to evaluate the impact of priming with salicylic acid (SA), iron (Fe) and zinc (Zn) on some germination indices, seedling growth as well as the content of photosynthetic pigments in Stevia under normal and drought stress conditions.

    Materials and methods

    A factorial experiment using a completely randomized design was carried out in the Seed Science and Technology Laboratory of Agricultural College, Shahed University, in 2017. The factors studied comprised four levels of drought stress (0, –0.3, –0.6 and –0.9 MPa) and seven priming combinations with SA, Fe and Zn. Non-primed seeds (dry seeds) were also considered as control. In this experiment, Fe and Zn were supplied by sources of iron (II) sulfate heptahydrate (FeSO4.7H2O, 0.5%) and Zinc sulfate heptahydrate (ZnSO4.7H2O, 0.5%), respectively. The traits examined in this study included germination percentage, radicle length, plumule length, seedling weight vigor index and the content of photosynthetic pigments and carotenoid.

    Results

    The results of this experiment indicated that the plumule length was more sensitive to drought stress, as compared with the root length. With increased intensity of drought stress from 0 to – 0.9 MPa, the content of photosynthetic pigments in Stevia significantly decreased in all the priming treatments, so that the lowest amounts of chlorophyll a, b and carotenoid were observed at the potential of – 0.9 MPa. Priming with SA + Fe + Zn was found to be more effective than other treatments in improving the germination characteristics and the chlorophyll content of Stevia under normal and drought stress conditions. At the highest level of drought stress, germination percentage, radicle length, plumule length, seedling vigor index and total chlorophyll content increased by 55.7, 50.5, 74.3, 90.3 and 85.5%, compared with the control in the concurrent application of Fe, Zn, and SA.

    Conclusion

    In general, seed priming by micronutrient elements (Fe and Zn) and salicylic acid, and particularly their integrated application, could be recommended to increase the resistance of Stevia to drought stress in the germination phase.

    Keywords: Chlorophyll, Ferrous sulfate, Germination percentage, Salicylic acid, Zinc sulfate
  • MohammadHossein Aminifard*, Hassan Bayat Pages 137-149
    Introduction

    Pepper (Capsicum annum L.), which belongs to the solananceae family, is one of the most important vegetable and garden products. Due to its nutritional value, its use tends to rise all over the world. Germination and seed emergence are strongly influenced by environmental stresses such as salinity and drought. Drought stress affects various aspects of plant growth. It reduces germination, delays vegetative growth and reduces dry matter in the plant. Salinity stress, as an environmental stress, is a limiting factor for the growth and development of crops and garden production.

    Materials and Methods

    The present study was conducted to evaluate the impact of drought and salinity stress on seed germination characteristics of sweet pepper (Capsicum annuum L.) in two separate experiments, using a completely randomized design with three replications in the Faculty of Agriculture, University of Birjand in 2016. PEG 6000 was used for drought stress and NaCl, for salinity stress. The treatments included drought and salinity stress levels (0, -2, -4, -6, -8, -10 and -12 bars). Seeds were disinfected with sodium hypochlorite (2%) solution for 1 minute, and were then washed with distilled water. The medium was petri dishes with a diameter of 9 cm.  25 seeds were placed on two layers of filter papers in each dish. 5 ml of distilled water or solution was added to each petri dish. The measured traits were germination percentage, germination rate, seed vigor index, radicle length, plumule length, ratio of radicle length to plumule length and dry weight of radical and plumule.

    Results

    The results indicated that salinity and drought stress had significant effects on seed germination characteristics of sweet pepper so that salinity stress with osmotic potential of -10 and -12 bar decreased the germination of sweet pepper and reached zero. Increasing salinity stress from zero to -12 bar decreased germination percentage, germination rate and seedling dry weight by 43.75, 41.67 and 93.46%, respectively. The results indicated that with increases in both salinity and drought stress, seed vigor index decreased significantly. The results showed that with increasing drought and salinity stress from 0 to -12 bar, seed vigor index decreased 96.58 and 100 percent, respectively.

    Conclusions

    The results of this study showed that the tolerance of sweet pepper to salinity stress was higher than its tolerance to drought stress at the germination stage, but for more accurate evaluation, it is necessary to conduct additional experiments in the field and in the greenhouse.

    Keywords: Germination percentage, Germination rate, NaCl, Polyethylene glycol
  • Mahnaz Tatari, Ebrahim Gholamalipour Alamdari*, Zeinab Avarseji, Mehdi Zarei Pages 151-161
    Introduction

    Due to their aggressive and competitive habits, weeds inhibit the growth of valuable plants. Interference in plants includes environmental competition and allelopathy (Autotoxicity and hetrotoxicity). In hetrotoxicity, chemical compounds released from plants are able to effect the neighboring plants. Proper management of weeds and the exploitation of their hetrotoxicity potential can reduce losses caused by weeds. This could also represent an effective step towards the reduction of the use of herbicides. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the effect of hetrotoxicity potential of aqueous extract of various organs of Malva sylvestris L. weed on traits of germination and photosynthetic pigments of Echinochloa crus-galli L.

    Material and Methods

    An experiment was conducted to evaluate the effect of hetrotoxicity potential of aqueous extract of Malva sylvestris  L. weed including the stem, leaf and flower as well as their mixture on traits of germination and photosynthetic pigments of Echinochloa crus-galli L. as a completely randomized design in three replications in Weeds Science Laboratory of Gonbad Kavous University in 2017. For this experiment, aerial parts of M. sylvestris were first collected at the flowering stage from Ramian field. They were subsequently separated with great care and were powdered. Then from them, 5% suspensions (weight/volume) were prepared, using distilled water. Finally, the extract of each organ of M. sylvestris was added to Petri dishes containing E. crus-galli seeds. After the 7th day, traits such as rate and percentage of germination, radical and shoot elongation, vigor index, total content of chlorophyll a and b and carotenoids were measured.

    Results

    The results showed that various organs of M. sylvestris and their mixture had different inhibitory effects on traits of germination and seedling length of E. crus-galli weed. The highest inhibition effects on rate and germination percentage and elongation of radical and shoot of E. crus-galli were obtained using leaf extract of M. sylvestris about 64.04, 64.37, 87.69, 62.81%. In this study, radical length is more affected under hetrotoxic compounds of various organs of M. sylvestris, as compared with shoot length. Based on the results, various organs of M. sylvestris and their mixture also have different inhibitory effects on chlorophyll and carotenoid content of E. crus-galli weed. It seems that the differential effects among different organs of M. sylvestris are a function of the threshold concentration of allelochemicals to hetrotoxic compounds of the organs, which causes various response by E. crus-galli.

    Conclusion

    Given the evidence for the effect of hetrotoxicity potential of various organs of M. sylvestris on traits of germination and pigments of chlorophyll and carotenoid of E. crus-galli and huge biomass generated, it is advisable to exploit allelochemical compounds of this plant as bio-herbicides.

    Keywords: Germination percentage, Hetrotoxity potential, Seed vigor, Weed
  • Maryam Akbari*, Mehdi Baradaran, Mohammadreza Amerian, Naser Farrokhi Pages 163-176
    Introduction

    A wide range of deteriorative conditions (especially moisture content and temperature) may affect seed quality during storage which may lead to seed aging. As the most important component of the phenylpropanoids pathway, trans-cinnamic acid, found abundantly in plants and its endogenous levels is influenced by stress conditions. The present study was conducted to investigate germination features, seed reserve mobilization, electrolyte leakage and malondialdehyde content in aged cowpea seeds affected by different concentrations of cinnamic acid.

    Materials and Methods

    The research has been performed in the laboratory of Faculty of Agriculture, Shahrood University of Technology, Iran. The experiment was designed as a factorial (two factors of the experiment included two levels of seed quality including non-aged and aged seeds and five levels of cinnamic acid concentrations including 0, 15, 30, 45 and 60 µM) based on a completely randomized design. Accelerated aging was applied as an efficient method to mimic storage conditions in the presence of accelerating factors. Cowpea (Vigna unguiculata) seeds (Bastam local variety) were incubated in a relative humidity of 95% and a temperature of 43 °C for 72 h to accelerate aging. Both seed lots were treated with 5 different concentrations of cinnamic acid for 6 h followed by standard germination and vigor tests. Data of germination and vigor tests were processed using the GERMINATOR software. Heterotrophic growth, seed reserves mobilization, electrical conductivity and membrane lipid peroxidation were assessed using the available methods.

    Results

    In this study, cowpea seeds responded to cinnamic acid differently based on their primary quality. In deteriorated seeds, concentrations of 45 µM and 60 µM could successfully enhance seed germination percentage, as compared with the aged seeds (i.e., control). A concentration of 45 µM also improved the vigor of deteriorated seeds. Seed pretreatment of 15, 30 and 45 µM enhanced seed reserves utilization in non-aged seeds. Aging negatively affected area under curve, germination uniformity and seedling dry weight of the deteriorated seeds. Application of 30 µM cinnamic acid improved germination uniformity. The area under the curve was positively affected by 15µM and 30µM. Concentrations of 45 µM and 60 µM enhanced seedling dry weight. Applying 45 µM cinnamic acid decreased electrolyte leakage by 38% and improved efficiency of seed reserves mobilization. Moreover, seed malondialdehyde content, as an indication of membrane lipid peroxidation, showed a sharp decline by applying increased concentrations of cinnamic acid.  

    Conclusions

    Based on our results, cowpea seeds respond to cinnamic acid differently based on their primary quality. These results imply that seed pretreatment with 45 µM cinnamic acid may successfully invigorate aged cowpea seeds. We also conclude that cinnamic acid application cannot improve physiological traits and can be regarded as a potent antioxidant in the invigoration of the aged seeds.

    Keywords: Accelerated aging, Lipid peroxidation, Phenylpropanoids, Seed deterioration, Seed enhancement