فهرست مطالب

تولید گیاهان زراعی - سال دوازدهم شماره 3 (پاییز 1398)
  • سال دوازدهم شماره 3 (پاییز 1398)
  • تاریخ انتشار: 1399/04/04
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محسن جهان، محمدبهزاد امیری* صفحات 1-20
    سابقه و هدف

    امروزه بیش از یک سوم اراضی دنیا در مناطق خشک و نیمه‎خشک قرار گرفته که دچار محدودیت آب هستند. تنش خشکی سبب بروز تغییرات مختلف فیزیولوژیکی در گیاه می‎گردد که از آن جمله می‎توان به افزایش دمای سایه‎انداز گیاهی گیاه، افزایش غلظت اسید آمینه پرولین، کاهش رطوبت نسبی برگ، افزایش غلظت قندهای محلول، افزایش مقاومت روزنه‎ای و افزایش غلظت ترکیبات آنتی‎اکسیدانی اشاره کرد. با توجه به اثرات مخرب تنش خشکی، در سال‎های اخیر تلاش های فراوانی به منظور افزایش کارایی مصرف آب صورت گرفته است، که در این مسیر، بهره گیری از سوپرجاذب ها و محلول‎پاشی با اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک به عنوان راهکارهای اساسی جهت صرفه جویی و استفاده ی بهینه ی آب مدنظر قرار گرفته اند.

    مواد و روش‎ها

    به‎منظور بررسی شاخص‎های تحمل به تنش و بررسی برخی خصوصیات کمی لوبیا (رقم درخشان) تحت‎تاثیر کاربرد نهاده‎های مختلف در شرایط تنش خشکی، آزمایشی در سال زراعی 95- 1394 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد به‎صورت کرت‎های خرد شده در قالب طرح پایه‎ی بلوک‎های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. سطوح آبیاری (50 و 100 درصد نیاز آبی) در کرت‎های اصلی و تیمارهای تغذیه‎ای (1- کاربرد 75 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص بعلاوه 80 کیلوگرم سوپرجاذب رطوبت، 2- کاربرد 80 کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب رطوبت بعلاوه کاربرد توام 6 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و یک میلی‎مولار اسید سالیسیلیک و ، 3- کاربرد توام 6 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و یک میلی‎مولار اسید سالیسیلیک بعلاوه کاربرد 75 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص، 4- کاربرد توام 6 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و یک میلی‎مولار اسید سالیسیلیک بعلاوه 75 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص بعلاوه 80 کیلوگرم سوپرجاذب رطوبت و 5- شاهد) در کرت‎های فرعی قرار گرفتند.

    یافته‎ها

    نتایج آزمایش نشان داد اگر چه اعمال تیمارهای تغذیه‎ای در بهبود کارآیی مصرف آب موثر بود، ولی در هر دو شرایط 50 و 100 درصد نیاز آبی بیشترین کارآیی مصرف آب در تیمار کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک بدست آمد، به‎طوری‎که این تیمار به‎ترتیب منجر به افزایش 63 و 55 درصدی کارآیی مصرف آب در شرایط 50 و 100 درصد نیاز آبی نسبت به تیمار شاهد شد. کلیه‎ی تیمارهای تغذیه‎ای مورد مطالعه منجر به کاهش خسارات ناشی از تنش خشکی شدند، ولی در این شرایط بیشترین شاخص سطح برگ (24/7)، سرعت رشد محصول (47/6 گرم در مترمربع در روز)، نیتروژن (32/0 درصد) و فسفر (0183/0 درصد) در تیمار کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک مشاهده شد. کاربرد همزمان نیتروژن و سوپرجاذب، کاربرد همزمان سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک، کاربرد همزمان نیتروژن، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک و کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک میانگین بهره‎وری را به‎ترتیب 19، 54، 47 و 59 درصد، میانگین هندسی بهره‎وری را به‎ترتیب 18، 55، 48 و 59 درصد و میانگین هارمونیک را به‎ترتیب 17، 55، 48 و 60 درصد نسبت به شاهد بهبود بخشیدند. اثر تیمارهای تغذیه‎ای بر شاخص حساسیت به تنش و شاخص تحمل تنش معنی‎دار بود و کمترین میزان شاخص حساسیت گیاه به تنش (59/0) و بیشترین شاخص تحمل تنش (51/1) در تیمار کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک بدست آمد.

    نتیجه‎گیری

    به‎طور کلی نتایج نشان داد که اگر چه کلیه‎ی تیمارهای تغذیه‎ای در کاهش خسارات ناشی از تنش خشکی (تامین تنها 50 درصد نیاز آبی) موثر بودند، ولی بیشترین عملکرد دانه، عملکرد ماده خشک، شاخص برداشت، وزن دانه در بوته، شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول، نیتروژن خاک و کارآیی مصرف آب در تیمار کاربرد همزمان نیتروژن، سوپرجاذب، اسید هیومیک و اسید سالیسیلیک بدست آمد.

    کلیدواژگان: اسیدیته خاک، شاخص حساسیت، عملکرد ماده‎ی خشک، میانگین هارمونیک، نیتروژن خالص
  • علی بنده حق*، مصطفی ولیزاده، مهدی غفاری، فاطمه جهانگیر، زهرا دهقانیان صفحات 21-34
    سابقه و هدف

    بروز تنش خشکی سبب ایجاد اختلالات متابولیسمی در سلول های گیاهی می گردد که می توان به افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن به عنوان یکی از عوامل اصلی اختلالات متابولیسمی سلول اشاره کرد. گیاهان برای مقابله با تنش اکسیداتیو ایجاد شده، دارای سیستم دفاعی با کارایی بالایی هستند که می تواند رادیکال های آزاد را از بین برده و یا خنثی کنند. بنابراین در شرایط تنش خشکی، فعالیت های بالای آنزیم های آنتی اکسیدان برای تحمل تنش توسط گیاهان مهم است. آگاهی از تغییرات آنزیم های آنتی اکسیدان تحت تنش خشکی می تواند کمکی برای شناسایی صفات مورفوفیزیولوژیکی موثر و مرتبط با این آنزیم ها در برنامه های اصلاحی و تولید ارقام متحمل باشد.

    مواد و روش ها

    برای بررسی اثر تنش خشکی و تیمار خارجی پرولین بر فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT) و پراکسیداز (POX) ، تیمار خشکی توسط پلی اتیلن گلیکول در سه سطح (صفر، 4- و 8- بار) و تیمار پرولین در سه سطح (صفر، 5 و10 میلی مولار)، به صورت محلول غذایی در مرحله گیاهچه ای به محیط گلدان ها اضافه شد. آزمایش به صورت فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در 10 ژنوتیپ آفتابگردان انجام گرفت.

    یافته ها

    بر اساس میزان تغییر در میزان پرولین و وزن خشک شاخه از بین 10 لاین اینبرد دو لاین 329 BGK و 221RGK به ترتیب به عنوان متحمل ترین و حساس ترین لاین های اینبرد شناسایی شدند. الگوی نواری آنزیم ها با الکتروفورز در ژل های افقی آکریل آمید 5/7 درصد بررسی شد. ارزیابی کمی فعالیت دنسیتومتریک ایزوزیم های مشاهده شده و تجزیه های آماری داده ها نشان داد که بین ژنوتیپ های مورد مطالعه از نظر فعالیت چهار ایزوزیم SOD1، SOD2، CAT1 و POX1 از کل هفت ایزوزیم مشاهده شده، تفاوت معنی دار وجود دارد. ایزوزیم SOD1 با افزایش میزان تنش و تیمار پرولین تغییر معنی دار نشان نداد. اثر متقابل ژنوتیپ × پرولین برای SOD2 و POX1 در سطح 5 درصد معنی دار شد. تنش خشکی برای CAT1 و اثر متقابل تنش × ژنوتیپ روی فعالیت ایزوزیم SOD2 اثر معنی دار گذاشت. در حالی که فعالیت ایزوزیم POX1 در سطوح تنش × پرولین معنی-دار بود، اثر سه جانبه تنش × پرولین × ژنوتیپ POX1 در سطح یک درصد معنی دار شد. فعالیت ایزوزیم SOD2 تحت تاثیر ژنوتیپ قرارگرفت به طوری که در سطوح مختلف تنش و پرولین، برخی ژنوتیپ ها افزایش و برخی دیگر کاهش فعالیت نشان دادند. تیمار خارجی 5 میلی مولار پرولین باعث کاهش فعالیت ایزوزیم POX1و CAT1 در حضور تنش شد. تجزیه داده ها بر اساس دو گروه حساس و متحمل آفتابگردان در برابر تنش خشکی نشان داد که تنها فعالیت POX1 بین دو گروه فوق اختلاف معنی دار وجود دارد.

    نتیجه گیری

    اسید آمینه پرولین توانایی تعدیل اثرات تنش را دارد و یک سیستم آنتی اکسیدان کارآمد به همراه القای افزایش تجمع پرولین در گیاه می تواند نقش مهمی در تحمل به خشکی ایفا کند. می توان از این ایزوزیم های POX در تشخیص ژنوتیپ های متحمل به خشکی در مرحله گیاهچه ای استفاده کرد.

    کلیدواژگان: الکتروفورز، ایزوزایم، پراکسیداز، دنسیتومتریک، سوپراکسید دیسموتاز
  • محبوبه زاهد*، افشین سلطانی، ابراهیم زینلی، بنیامین ترابی، اسکندر زند، سید مجید عالیمقام صفحات 35-52
    سابقه و هدف

    گندم نقش پر اهمیتی در الگوی غذایی بیشتر مردم جهان و ایران دارد. به طوری که، مصرف گندم در حدود 40 درصد از انرژی و پروتیین مردم ایران را تشکیل می دهد. رفع خلا عملکرد می‏تواند نقش پررنگی در افزایش تولید این محصول داشته باشد. اولین گام برای رفع خلا عملکرد، آگاهی از میزان کمی خلا در یک منطقه می‏باشد. تاکنون خلا عملکرد گندم آبی برای کل کشور توسط یک پروتکل استاندارد جهانی ارزیابی نشده است. بنابراین هدف از این مطالعه استفاده از پروتکل ارایه شده در پروژه اطلس جهانی خلا عملکرد (پروتکل گیگا) برای محاسبه خلا عملکرد گندم آبی برای کل ایران است.

    مواد و روش ها

    پروتکل گیگا، روشی را برای تعیین خلا عملکرد در سطح وسیع پیشنهاد می‏دهد که برای این منظور، ابتدا بر اساس این پروتکل، محدوده تحت پوشش ایستگاه ‏های هواشناسی تعیین شد. در مرحله بعد، ایستگاه ‏های مهم پوشش دهنده اراضی گندم آبی در ایران شناسایی شد که شامل 29 ایستگاه هواشناسی بود. سپس بر مبنای پروتکل و با استفاده از مدل شبیه‏ سازی گیاهی SSM-iCrop2-wheat، مقدار پتانسیل عملکرد گندم آبی در محدوده هر ایستگاه و سپس در سطح کشور از طریق شبیه ‏سازی برآورد شد. همچنین مقدار عملکرد واقعی نیز با روش پروتکل گیگا در سطح محدوده ایستگاه ‏های هواشناسی و سپس در سطح کل کشور محاسبه شد. در نهایت از اختلاف عملکرد پتانسیل و عملکرد واقعی مقدار خلا عملکرد برای سطح محدوده ایستگاه و کل سطح کشور به دست آمد.

    یافته ها

    بر اساس نتایج بدست آمده، در ایران برای دوره زمانی 1380 تا 1394 (سال برداشت) مقدار متوسط عملکرد واقعی گندم آبی در حدود 4/3 تن در هکتار، عملکرد پتانسیل 8/8 تن و مقدار خلا عملکرد 4/5 تن در هکتار (62 درصد) بود. در حال حاضر، با توجه به ارقام گندم آبی موجود و شرایط محیطی حاکم بر کشور، کشاورزان فقط به 38 درصد از عملکرد پتانسیل گندم آبی دست یافته ‏اند. نتایج حاکی از آن بود که مقدار خلا عملکرد با نوع اقلیم مناطق تولید گندم آبی در کشور، رابطه معنی ‏داری نداشت و در همه مناطق کشور، مقدار خلا عملکرد در حدود 62 درصد بود. در صورتی که کشاورزان در ایران با اعمال مدیریت زراعی مناسب در مزارع گندم آبی، بتوانند به 80 درصد از عملکرد پتانسیل دست یابند، عملکرد این محصول به 7 تن در هکتار خواهد رسید. با احتساب وجود 2/2 میلیون هکتار اراضی گندم آبی و در صورت دسترسی به عملکرد قابل حصول، مقدار تولید گندم در اراضی آبی از 5/7 میلیون تن کنونی به 8/19 میلیون تن خواهد رسید.

    نتیجه گیری

    با توجه به اراقام گندم موجود و اقلیم موجود در مناطق تولید گندم آبی در ایران، مقدار قابل توجهی خلا عملکرد برای گندم آبی در ایران وجود دارد. از آنجایی که محیط و اراقام موجود اجازه دسترسی به عملکرد پتانسیل 8/8 تن در هکتار را می‏دهند، پایین بودن مقدار عملکرد واقعی گندم آبی در ایران را می‏توان به نحوه مدیریت زراعی برای تولید این محصول ارتباط داد. از عوامل کاهنده عملکرد در کشور می‏توان به مواردی مانند نحوه آماده سازی بستر کاشت، تاریخ کاشت، مدیریت علف‏های هرز، آفات و بیماری ‏ها، عناصر غذایی، زمان و مقدار کوددهی، زمان و مقدار آبیاری و... اشاره کرد که این موارد با مدیریت بهتر، قابل برطرف کردن می‏باشند. برای رفع خلا عملکرد لازم است تا در سطح منطقه‏ ای عوامل اصلی ایجاد خلا شناسایی و با اعمال مدیریت مناسب در جهت برطرف کردن این مشکلات اقدام کرد.

    کلیدواژگان: پتانسیل عملکرد، پروتکل گیگا، گندم، مدل SSM
  • براتعلی رشیدزاده، الهام الهی فرد*، عبدالرضا سیاهپوش، محمد فرخاری صفحات 53-68
    سابقه و هدف

    تعیین بهترین و مناسب ترین زمان کاشت و تراکم گیاهی برای حصول عملکرد بالا و با کیفیت مطلوب ضروری است. این آزمایش به منظور تعیین مناسب ترین تاریخ کاشت و تراکم گیاهی با در نظر گرفتن میزان مهار علف های هرز در نخود دیم در شهرستان کوهدشت اجرا شد.

    مواد و روش ها

    این آزمایش به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار با سه تاریخ کاشت (1 بهمن، 20 بهمن و 10 اسفند ماه) و چهار تراکم گیاهی (16، 32، 48 و 64 بوته در متر مربع) در سال زراعی 96-1395 در شرایط اقلیمی شهرستان کوهدشت اجرا شد. نمونه گیری از بوته های نخود و علف های هرز شش هفته پس از کاشت آغاز شد و تا انتهای چرخه رشد با فاصله زمانی هر 10-7 روز ادامه یافت. به منظور توصیف روند تغییرات ماده خشک کل (wmax) و شاخص سطح برگ (lmax) در مقابل روزهای پس از کاشت (t) به ترتیب با توابع خطی-نمایی بریده و بتا توصیف شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد روند تغییرات ماده خشک و شاخص سطح برگ در طی فصل رشد از منحنی نمایی بریده و بتا تبعیت کرد، به طوری که در تاریخ های کاشت اول، دوم و سوم wmax در تراکم های گیاهی 16 تا 64 بوته در متر مربع، در شرایط عاری از علف های هرز، به ترتیب در دامنه 70/371-90/154، 80/310-60/119 و 90/187-87/60 گرم ماده خشک در متر مربع و آلوده به علف هرز 60/266- 69/98، 90/186-78/56 و 00/114-53/35 گرم ماده خشک در متر مربع نوسان داشت. در خصوص پارامتر lmax مقادیر در تاریخ های کاشت اول، دوم و سوم در تراکم های گیاهی 16 تا 64 بوته در متر در شرایط عاری از علف های هرز ، به ترتیب در دامنه 32/9-49/0، 97/7-46/0 و 50/4-39/0 گرم و در شرایط آلوده 25/6-39/0، 18/5-69/0 و 79/2-21/0 گرم برآورد شد. ماده خشک علف های هرز در کرت های آلوده با گذشت زمان افزایش یافت. به طوری که میزان وزن خشک علف های هرز در تاریخ کشت سوم (10 اسفند) بیشتر از دو تاریخ کشت دیگر بود. همچنین، بیشترین درصد کاهش عملکرد در تاریخ کاشت دوم در تراکم 16 بوته در متر مربع اتفاق افتاد. به طور کلی تاریخ کاشت اول با ترکم کاشت 48 بوته در متر مربع با عملکردی معادل 32/1703 کیلوگرم در هکتار بذر نخود نسبت به تراکم گیاهی مشابه در تاریخ های کاشت دوم (37/1534 کیلوگرم در هکتار) و سوم (55/470 کیلوگرم در هکتار) بهترین تیمار بود.

    نتیجه گیری

    حداکثر کاهش ماده خشک تولیدی، و شاخص سطح برگ بوته های نخود در شرایط آلوده به علف های هرز نسبت به وجین در هر سه تاریخ کاشت مشاهده شد. به طوری که مقادیر کاهش یافته در تراکم های گیاهی کمتر، بیشتر از تراکم های گیاهی بیشتر بود. به عبارتی با افزایش تراکم گیاهی، کشاورز قادر خواهد بود تا حدود زیادی از افت عملکرد ناشی از رقابت با علف های هرز جلوگیری نماید. با مقایسه تاریخ های کاشت نخود از نظر حداکثر ماده خشک تولیدی، شاخص سطح برگ بوته های نخود و درصد کاهش عملکرد می توان اظهار داشت که شرایط برای رشد و نمو نخود در تاریخ کاشت اول بهتر بوده است.

    کلیدواژگان: تغییرات ماده خشک، شاخص سطح برگ، علف هرز، کاهش عملکرد
  • پریسا علی زاده*، بهنام کامکار، شعبان شتایی، حسین کاظمی صفحات 69-84
    سابقه و هدف

    در اکثر مناطق کشور تعداد ایستگاه های هواشناسی ناکافی بوده و دوره آماری مناسبی را پوشش نمی دهند. روش مرسوم اندازه گیری عملکرد در ایران، تجربی است که علاوه بر نیاز به اندازه گیری های زیاد صحرایی برای جمع آوری داده ها، پرهزینه، سخت و گاهی غیرممکن بوده و از سویی داده های نهایی بسیار دیرتر از زمان مورد نیاز به دست مدیران خواهد رسید. داده های سنجش از دور می توانند به عنوان داده های جایگزین یا مکمل داده های هواشناسی در برآورد عملکرد محصولات کشاورزی و تشخیص خشکسالی و پوشش گیاهی استفاده شوند. این مطالعه با هدف برآورد عملکرد مزارع سویا و بررسی ارتباط آن با پتانسیل ریسک خشکسالی در غرب استان گلستان (شهرستان های آق قلا، علی ‏آباد کتول، گرگان، بندر‏گز، بندر‏ترکمن وکردکوی) با استفاده از شاخص هواشناسی (SPI) و شاخص های پوشش گیاهی مستخرج از تصاویر ماهواره لندست (NDVI، VCI و DSI) انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق از تصاویر ماهواره های لندست از سال 2000 تا 2016 استفاده شد و بعد از پیش پردازش ها و پردازش های مناسب، شاخص های گیاهی NDVI، DSI، VCI تهیه گردید. همچنین شاخص خشکسالی هواشناسی SPI با استفاده از اطلاعات 15 ایستگاه هواشناسی محدوده مورد مطالعه محاسبه شد. به منظور محاسبه رابطه بین عملکرد سویا در شش شهرستان مورد مطالعه با شاخص های NDVI، DSI، VCI و SPI مقدار میانگین رسترهای این شاخص ها برای سال های 2000 تا 2016 تهیه شد. سپس بین عملکرد هر شهرستان با شاخص های هواشناسی (SPI) و ماهواره ای (NDVI، DSI، VCI) رگرسیون ساده خطی برقرار شد. از میان شاخص ها، شاخصی که دارای رابطه معنی دار با عملکرد و بالاترین ضریب تببین را داشت، به عنوان شاخص منتخب تعیین و با استفاده از آن نقشه عملکرد سویا (با مقیاس 1:1.000.000) برای محدوده مورد مطالعه تهیه شد. در ادامه با استفاده از نقشه های فراوانی خشکسالی حاصل از شاخص های SPI، DSI و VCI نقشه ریسک خشکسالی کشاورزی تولید شد. سپس با انطباق نقشه های بولینی عملکرد و نقشه ریسک خشکسالی منطقه به بررسی رفتار عملکرد در طبقه های ریسک خشکسالی در شش شهرستان پرداخته شد.

    یافته ها

    اعتبار معادلات در تخمین عملکرد سویا نشان می دهد که مقدار ضریب تبیین برای پیش بینی عملکرد در سال های مختلف بین 13/0 تا 52/0 بود. همچنین قرارگیری اکثر اعداد پیش بینی شده در بین خطوط 15± درصد نسبت به خط یک به یک، دلیلی بر دقت قابل قبول این معادلات در پیش بینی جهت تولید نقشه های عملکرد می باشد. بنابراین، می توان نتیجه گرفت با استفاده از شاخص های خشکسالی هواشناسی و ماهواره ای در مرحله اوج سبزینگی سویا، عملکرد در سطح وسیع با دقت مناسب قابل پیش-بینی است. نتایج نشان داد که بین 43 تا 50 درصد اراضی در محدوده عملکردهای بیشتر از میانگین عملکرد شش شهرستان مورد مطالعه قرار داشتند و مابقی اراضی عملکردهای کمتر از میانگین داشتند. براساس نتایج در شهرستان های آق قلا، علی‏آباد، گرگان، بندر‏گز، بندر‏ترکمن وکردکوی هیچ قسمتی از اراضی تحت کشت سویا در پهنه های با ریسک خشکسالی خیلی شدید قرار نگرفتند. انطباق نقشه عملکرد با نقشه ریسک خشکسالی نشان داد که همسو بودن این نقشه ها بیانگر این است که در پهنه های با ریسک خشکسالی بالا احتمال کاهش عملکرد در رویارویی با خشکسالی در آن ها بیشتر می باشد.

    نتیجه گیری

    بطورکلی نتایج نشان داد که شهرستان های بندر ترکمن، گرگان و قسمت مرکزی و جنوبی شهرستان علی آباد کتول با ریسک خشکسالی کمتری مواجه هستند. همچنین نقشه انطباق عملکرد و ریسک می تواند به عنوان یک نقشه پیش آگاهی جهت ارایه راهبردهایی با هدف مدیریت ریسک خشکسالی و مقابله با اثرات خشکسالی بر عملکرد مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: خشکسالی کشاورزی، ریسک خشکسالی، سنجش از دور، عملکرد
  • حسین آزادواری، معصومه نعیمی*، عبدالطیف قلی زاده، علی نخ زری مقدم صفحات 85-100
    سابقه و هدف

    تنش خشکی یکی از مهم ترین عوامل مهم محدودکننده رشد گیاهان به شمار می رود. اسید سالیسیلیک یک ترکیب فنلی تولید شده توسط گیاه است که نقش مهمی در تنظیم فرایندهای مختلف گیاه دارد. تحقیقات نشان داده است که کاربرد خارجی اسید سالیسیلیک می تواند تحمل گیاه در برابر برخی تنش های غیرزنده از جمله تنش اسمزی، خشکی، شوری، ازن و اشعه ماورای بنفش را افزایش دهد. هدف از اجرای این پژوهش بررسی برهمکنش رژیم های مختلف رطوبتی و نحوه کاربرد اسید سالیسیلیک بر برخی پارامترهای فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و عملکرد دانه و تعیین مناسب ترین نحوه کاربرد اسید سالیسیلیک در گیاه سیاهدانه بود.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در زمستان و بهار سال 97-1396 به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبد کاووس اجرا شد. سطوح مختلف آبیاری در چهار سطح شامل: عدم آبیاری (دیم)، یک بار آبیاری در مرحله گلدهی، یک بار آبیاری در مرحله پر شدن دانه و انجام دو بار آبیاری به ترتیب در زمان گلدهی و پر شدن دانه و عامل اسید سالیسیلیک در سه سطح شامل: عدم مصرف اسید سالیسیلیک (شاهد)، پیش تیمار بذر با اسید سالیسیلیک (با غلظت 5/0 میلی مولار) و محلول پاشی اسید سالیسیلیک (به میزان 5/0 میلی مولار) مورد مطالعه قرار گرفتند. پس از اعمال تیمارها صفاتی مختلف فیزیولوژیکی و زراعی مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد اثرات برهمکنش آبیاری و اسید سالیسیلیک بر کلیه صفات مورد ارزیابی به جز عملکرد بیولوژیک معنی دار بود. محلول پاشی اسید سالیسیلیک موجب افزایش میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در تمام تیمارهای آبیاری گردید، در حالی که تاثیر معنی داری بر فعالیت آنزیم کاتالاز نداشت. مقایسه میانگین ها نشان داد که بیشترین میزان کلروفیل کل (32/26 میلی گرم بر گرم وزن تر)، محتوای آب نسبی برگ (44/72 درصد) و عملکرد دانه (1329 کیلوگرم در هکتار) از تیمار محلول پاشی اسید سالیسیلیک در شرایط دو بار آبیاری حاصل شد.

    نتیجه گیری

    نتایج پژوهش نشان داد که کاربرد اسید سالیسیلیک به ویژه به صورت محلول پاشی برگی با فعال کردن سیستم آنتی اکسیدانی، بهبود وضعیت رطوبتی گیاه و محتوای کلروفیل در نهایت منجر به بهبود رشد و عملکرد مطلوب تحت تیمارهای مختلف رطوبتی گردید. از این رو می توان کاربرد محلول پاشی اسید سالیسیلیک را به عنوان راه کاری موثر در جهت تعدیل و کاهش اثرات تنش و تولید عملکرد مناسب در مناطقی که در معرض کمبود رطوبت هستند، معرفی نمود.

    کلیدواژگان: آنتی اکسیدانت، اسید سالیسیلیک، سیاهدانه، عملکرد دانه، کمبود آب
  • حسین گرگینی شبانکاره*، سارا خراسانی نژاد، مرتضی صادقی، پونه ابراهیمی صفحات 101-120
    سابقه و هدف

    خشکی از مهمترین عوامل محدودکنندهرشد گیاهان در سرتاسر جهان و شایع ترین تنش محیطی است. باتوجه به خطر جدی خشکی و کمبود آب، استفاده از روش های مناسب جهت بهبود اثرات منفی ناشی خشکی موردتوجه گرفته است. اخیرا استفاده از انواع اسیدهای آلی برای بهبود کمی و کیفی محصولات زراعی و باغی رواج فراوان یافته است. مقادیر بسیار کم از اسیدهای آلی به دلیل وجود ترکیبات هورمونی، اثرات قابل ملاحظه ای در بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک و افزایش تولید و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی دارند. لذا در همین راستا آزمایشی با هدف بررسی اثر رژیم های آبیاری و محلول پاشی اسیدهیومیک بر برخی ویژگی های مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه دارویی سرخارگل انجام شد.

    مواد و روش ها

    این آزمایش در سال زراعی 96-1395به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی موسسه غیرانتفاعی بهاران گرگان به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایش در چهار سطح دورآبیاری (شامل سه روز به عنوان شاهد، شش، نه و دوازده روز یکبار آبیاری) و چهار سطح محلول پاشی اسیدهیومیک (شامل صفر، 150، 300 و 450 میلی گرم درلیتر) در کرت هایی با ابعاد یک در یک و نیم متر لحاظ گردید. صفات مورد ارزیابی عبارت از ارتفاع بوته، طول ریشه، وزن تازه و خشک بوته، وزن تازه و خشک ریشه، پرولین برگ، محتوای نسبی آب برگ، کارتنویید، فعالیت آنتی اکسیدانی، فنل کل و قند محلول بودند.

    یافته ها

    نتایج حاکی از آن بود که افزایش فاصله آبیاری سبب کاهش معنی دار ارتفاع بوته، طول ریشه، وزن تر گیاه، وزن تر و خشک ریشه گردید. در حالی که بیشترین میزان وزن خشک گیاه (41/9 گرم در گیاه) و طول ریشه (10/40 سانتی متر) به ترتیب از شش و نه روز یکبار آبیاری مشاهده شد. همچنین اثر دور آبیاری در بالاترین سطح منجربه کاهش 88/29 درصدی محتوای نسبی آب برگ و افزایش 29/69 درصدی پرولین نسبت به شاهد گردید. میزان فعالیت آنتی اکسیدانی و قند محلول در اثر دور آبیاری افزایش یافت و در سطح سوم آبیاری (نه روز یکبار آبیاری) به ترتیب 32/79 و 21/50 میلی گرم در میلی لیتر به حداکثر مقدار خود رسید. تیمار اسیدهیومیک نیز بر تمامی صفات اندازه گیری شده مورد بررسی به جز کارتنویید اثر معنی داری داشت و این تاثیر در 450 میلی گرم در لیتر به حداکثر خود رسید در شرایط نه روز یک بار آبیاری محلول پاشی با 450 میلی گرم در لیتر موجب افزایش 58/0 درصدی پرولین نسبت به عدم مصرف آن در این شرایط گردید. حداکثر مقدار فعالیت آنتی اکسیدانی (67/82 میلی گرم در میلی لیتر) از سطح سوم دور آبیاری و کاربرد 150 میلی گرم در لیتر اسیدهیومیک و بیشترین مقدار قند محلول (56/53 میلی گرم در گرم) از سطح سوم دور آبیاری و کاربرد 300 میلی گرم در لیتراسیدهیومیک مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان داد که افزایش فاصله آبیاری به طور معنی داری سبب کاهش صفاتی نظیر ارتفاع بوته، طول ریشه، وزن تازه و خشک بوته، وزن تازه و خشک ریشه و محتوای نسبی آب برگ، گردید. در مقابل میزان برخی صفات نظیر پرولین، فعالیت آنتی اکسیدانی، فنل کل و قند محلول افزایش یافت. با این حال اسیدهیومیک از گیاهان سرخارگل در برابر تنش خشکی محافظت کرد و سبب کاهش خسارات ناشی از خشکی گردید. به طور کلی نتایج این آزمایش، کاربرد 300 میلی گرم در لیتر اسیدهیومیک در شرایط 9 روز یکبار آبیاری را به عنوان بهترین تیمار از لحاظ اقتصادی معرفی می کند، زیرا با مصرف کمتر آب و اسیدهیومیک، می توان به همان میزان عملکرد متابولیت ها که سطوح بالاتر این کاربردها دارند، دست یافت.

    کلیدواژگان: اسیدآلی، پرولین، تنش کم آبی، فعالیت آنتی اکسیدانی، قند محلول
  • رقیه امینیان*، مهسا قاسمی پناه، مجید غلامحسینی، فرهاد حبیب زاده صفحات 119-208

    بیش از 90 درصد از کل روغن مصرفی کشور از خارج وارد می شود، لذا توسعه کشت دانه های روغنی و گسترش برنامه های پژوهشی در این زمینه باید مورد توجه قرار گیرد. تنش کمبود آب یکی از مهمترین تنش های محیطی می باشد که تولید موفقیت آمیز محصولات زراعی را به ویژه در نواحی خشک و نیمه خشک با محدودیت روبرو ساخته است. کنجد یکی از مهمترین محصولات اقتصادی دانه ای است که سازگاری خوبی با نواحی خشک و نیمه خشکی مانند ایران دارد. از آنجایی که عملکرد یک صفت پیچیده و تحت کنترل تعداد زیادی ژن است، لذا اثر هر ژن کوچک بوده و عوامل محیطی می توانند تاثیر زیادی بر آن داشته باشند. بنابراین شناسایی اجزاء عملکرد که دارای وراثت پذیری بیشتری نسبت به عملکرد هستند و از طرفی همبستگی بالایی با عملکرد دارند می تواند کارایی انتخاب را افزایش دهد. پس در برنامه های به نژادی، بررسی اجزای عملکرد و نحوه تاثیرگذاری آنها بر یکدیگر برای رسیدن به عملکرد بالا اهمیت خاصی دارد. یکی از روش های تجزیه و تحلیل اجزای عملکرد روش رگرسیون گام به گام است. در این روش صفاتی که بیشترین سهم را در تبیین تغییرات عملکرد دارند از بین تعداد بسیار زیادی صفت مشخص می شوند. شناسایی صفات مناسب و موثر بر عملکرد می تواند مبنای انتخاب در برنامه های به نژادی باشد و برای افزایش عملکرد دانه مورد استفاده قرار گیرد.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج، در تابستان سال 1395 اجرا گردید. دو عامل شامل رژیم آبیاری (عامل اصلی) و رقم (عامل فرعی) مورد بررسی قرار گرفتند. رژیم آبیاری در دو سطح شامل آبیاری پس از مصرف 40 درصد رطوبت قابل استفاده در خاک (بدون تنش) و آبیاری پس از مصرف 80 درصد رطوبت قابل استفاده در خاک (تنش کم آبیاری) در کرت های اصلی و تعداد 6 رقم کنجد به نام های هلیل، دشتستان 2، داراب 1، اولتان، یلو وایت و ناز تک شاخه در کرت های فرعی در نظر گرفته شدند. تجزیه همبستگی، رگرسیون گام به گام، تجزیه به مولفه های اصلی و تجزیه علیت برای تجزیه و تحلیل اجزاء عملکرد استفاده شد. تجزیه همبستگی، رگرسیون گام به گام و تجزیه علیت با نرم افزار SPSS نسخه 23، تجزیه به مولفه های اصلی و رسم نمودارهای دو بعدی با نرم افزار Minitab نسخه 17 انجام شد. صفات مورد اندازه گیری شامل عملکرد دانه، وزن خشک گیاه، ارتفاع، تعداد شاخه های فرعی، تعداد کپسول در بوته، تعداد دانه درکپسول، وزن هزار دانه، درصد روغن، عملکرد روغن، درصد پروتیین دانه و عملکرد پروتیین دانه بودند.

    یافته ها

    در هر دو شرایط بدون تنش و تنش، بیشترین همبستگی مثبت و معنی دار بین عملکرد دانه و عملکرد روغن مشاهده گردید. در شرایط بدون تنش، به ترتیب صفات تعداد دانه در کپسول، تعداد کپسول در گیاه و درصد روغن به عنوان متغیرهای تاثیرگذار مثبت بر عملکرد دانه بودند. صفت وزن هزار دانه بیشترین اثر مستقیم مثبت را بر درصد روغن داشت. در شرایط تنش، درصد پروتیین و تعداد شاخه فرعی به ترتیب دارای بیشترین اثر منفی بر عملکرد دانه بودند. درصد پروتیین بیشترین اثر مستقیم مثبت را بر درصد روغن روغن داشت. تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که در شرایط بدون تنش صفات عملکرد دانه، تعداد کپسول، عملکرد روغن و عملکرد پروتیین همبستگی بالایی با مولفه اصلی اول داشتند و 1/51 درصد از تغییرات را توجیه نمودند. بر اساس این مولفه ارقام اولتان و دشتستان از نظر عملکرد دانه، روغن و پروتیین در وضعیت بهتری نسبت به سایر ارقام قرار داشتند. در شرایط تنش صفات عملکرد دانه، عملکرد روغن و عملکرد پروتیین همبستگی بالایی با مولفه اول داشتند و 5/37 درصد از تغییرات را توجیه نمودند.

    کلیدواژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، تجزیه علیت، تنش، رگرسیون گام به گام
  • فائزه زعفریان*، فهیمه علیزاده، بنیامین ترابی، رحمت عباسی صفحات 121-138
    سابقه و هدف

    افزایش جمعیت دنیا و بهبود استانداردهای زندگی یکی از موجبات افزایش تولید گیاه روغنی برای مصارف خوراکی می باشد. در این میان کلزا به علت دارا بودن صفات مثبت زراعی نظیر مقاومت به سرما و کم آبی، تحمل شوری و عملکرد بیشتر در واحد سطح نسبت به سایر دانه های روغنی مورد کشت در کشور برتری دارد. ازعوامل موثربر عملکردگیاهان،استفاده ازارقام مناسب و سازگاربا شرایط اقلیمی هرمنطقه درتراکم مناسب کاشت است؛به نحوی که حداقل رقابت تخریبی بین بوته ها وجود داشته باشد. باتوجه به اینکه هرگیاه یابه بیان بهتر هر رقم واکنش خاصی به عوامل محیطی نشان می دهدوهمچنین باعنایت به ظرفیت بالای گیاه کلزا جهت افزایش عملکرد در نتیجه تغییرعوامل محیطی،این پژوهش باهدف تعیین مناسب ترین تراکم بوته و رقم جهت بهبود عملکرد و اجزای عملکردکلزا انجام شد.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر تراکم های متفاوت برعملکرد و اجزای عملکرد ارقام مختلف کلزا،آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سال 97-1396 در مزرعه ی تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی قراخیل واقع در شهرستان قایمشهر اجرا شد. تیمارهای مورد بررسی شامل:پنج فاصله روی ردیف 3، 5/3، 5/4، 6 و 5/9 سانتی متر به ترتیب با تراکم های 33/133، 28/114، 88/88، 66/66 و 10/42 بوته در مترمربع و همچنین چهار رقم کلزا شامل:هایولا 401، آگامکس، هایولا 4815 و تراپر که در سه تکرار اجرا شد. کاشت به صورت خطی و با دست انجام گرفت. هر کرت آزمایشی دارای 4 خط کاشت به طول 3 متر و فاصله بین کرت ها 5/0 متر و بین بلوک 2 متر در نظر گرفته شد. عملیات آماده سازی زمین زراعی برای تهیه بستر بذر که شامل شخم، دیسک و ماله کشی می باشد،در ماه مهر انجام شد و کاشت بذور در 16 آبان ماه بعد از انجام کوددهی پایه صورت گرفت. در مرحله رسیدگی با در نظر گرفتن اثر حاشیه 3 بوته از هر کرت بطور تصادفی انتخاب و صفات ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، تعداد دانه در غلاف، تعداد غلاف در بوته و وزن هزار دانه اندازه گیری شد. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار آماری  SAS انجام شده و برای رسم نمودارها از نرم افزارExcel استفاده گردید. مقایسه میانگین ها نیز از طریق آزمون LSDدر سطح 5 درصد انجام گرفت.

    یافته ها

    نتایج بررسی های انجام شده نشان داد که بیشترین عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه به ترتیب با میانگین 11150 و 2942 کیلوگرم در هکتار مربوط به رقم هایولا 401 با تراکم 88/88 بوته در متر مربع بوده است. اثر اصلی تراکم و رقم بر شاخص برداشت، وزن هزار دانه، تعداد غلاف کل، تعداد دانه در غلاف و تعداد شاخه فرعی معنی دار بود. به گونه ای که تراکم 88/88 بوته در متر مربع بیشتریندانه در غلاف (58/21)، وزن هزار دانه (24/4 گرم) و شاخص برداشت (16/59 درصد) را به خود اختصاص داد. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین تعداد شاخه فرعی و غلاف در بوته مربوط به تراکم با تراکم 66/66 بوته در متر مربع بوده است. در تمامی صفات مورد بررسی در این پژوهش به جز تعداد شاخه فرعی، رقم هایولا 401 عملکرد بهتری را نسبت به سایر ارقام از خود نشان داد.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان دادکه تفاوت معنی داریبینتراکم های کاشت وارقام مختلف، درمورد همه صفات اندازه گیری شده وجوددارد. نتایج این پژوهش نشان دادکه رقم هایولا  401 با تراکم 88/88 بوته در متر مربع بهترین نتیجه را ازنظرعملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه داشت. لذا با توجه به نتایج حاصله، رقم هایولا 401 و تراکم 88/88 بوته در متر مربع برای دستیابی به عملکرد بالا در کلزا قابل توصیه می باشد.

    کلیدواژگان: تراکم، رقم، صفات فنولوژیک، عملکرد، کلزا
  • مهرانوش امامیان طبرستانی، همت الله پیردشتی*، محمدعلی تاجیک قنبری، فردین صادق زاده صفحات 139-156
    سابقه و هدف

    به طور متوسط خاک های کشاورزی در بسیاری از نقاط جهان با عناصر سنگین فلزی آلوده می گردد. در این میان، سرب با طیف گسترده ای از اثرات نامطلوب مانند کاهش رشد طولی و زیست توده ریشه، تسریع پیری برگ، جلوگیری از بیوسنتز کلروفیل و جوانه زنی بذر، دخالت در جذب مواد مغذی و اختلال در فتوسنتز خالص، تنفس و نفوذ پذیری غشای سلولی بر رشد و متابولیسم گیاهان تاثیر می گذارد. بنابراین استفاده از روشی سریع و ایمن برای حذف آلاینده ها با حداقل هزینه و تاثیر بر محیط زیست ضروری است. یکی از بهترین روش ها گیاه پالایی می باشد که در این بین گیاهان خانواده شب بو مانند کلزا (Brassica napus L.) به دلیل تولید زیست توده فراوان توانایی ویژه ای در پالایش خاک های آلوده دارند. از سوی دیگر زیست پالایی نیز از جمله روش هایی است که در سال های اخیر برای حذف آلاینده ها مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از انواع ریزجانداران مانند جلبک ها، قارچ ها و باکتری ها جهت افزایش کارایی این روش اهمیت بسیاری دارد. بنابراین هدف از انجام این پژوهش ارزیابی تاثیر قارچ های پیریفورموسپورا (Piriformospora indica) و تریکودرما(Trichoderma longibrachiatum) بر صفات رشدی و فیزیولوژیک کلزا تحت تنش سرب بود.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح عنصر سنگین سرب از منبع نیترات سرب (صفر، 500، 1000، 1500 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و سه تیمار قارچی (شاهد، پیریفورموسپورا و تریکودرما) بود. پس از گذشت 60 روز از کاشت کلزا (رقم هایولا 401) و اتمام دوره رشد رویشی و قبل از گلدهی صفات رویشی و برخی صفات فیزیولوژیک اندازه گیری شدند. برای کمی سازی اثر تنش سرب از تجزیه رگرسیونی و معادله خطی و دو تکه ای استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد با افزایش سطح سرب از صفر به 1500 میلی گرم تعداد گره و برگ، قطر ساقه، وزن تر برگ و وزن خشک ساقه (بین 20 تا 58 درصد) به صورت خطی و دو تکه ای کاهش یافتند. همچنین تلقیح قارچ های پیریفورموسپورا و تریکودرما موجب افزایش قطر و وزن خشک ساقه شدند. همچنین مشاهده شد قارچ های مذکور در سطوح مختلف سرب بر صفات رویشی اثر مثبتی داشتند به طوری که کاهش ارتفاع بوته، سطح برگ، وزن تر ساقه و اندام هوایی و وزن خشک برگ و اندام هوایی در سطح 1500 میلی گرم سرب نسبت به سطح صفر از 27، 74، 68، 65، 69 و 70 درصد در شاهد به 12، 44، 35، 36، 52 و 52 درصد در همزیستی با پیریفورموسپورا و 31، 48، 58، 53، 52 و 53 درصد پس از بکارگیری تریکودرما رسید. همچنین میزان نشت الکترولیت تا سطح 500 میلی گرم با شیب 0/000084 و سپس با شیب 0/0018 روند افزایشی را نشان داد. در مقایسه تلقیح گیاه با پیریفورموسپورا و تریکودرما نشت الکترولیت را تنها حدود دو درصد کاهش داد. به علاوه اثر متقابل سرب و قارچ بر سبزینگی برگ، کلروفیل a+b، محتوای نسبی آب برگ و پرولین معنی دار بود و کاهش سبزینگی برگ و کلروفیل a+b در سطح 1500 میلی گرم نسبت به شاهد به ترتیب از حدود 18 و 35 درصد در عدم تلقیح به حدود 7 و 27 درصد در پیریفورموسپورا و 13 و 5 درصد در تریکودرما کاهش یافت. بر اساس نتایج همبستگی بین صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک، بیشترین همبستگی مربوط به سطح برگ و محتوای نسبی آب برگ به میزان 0/80 بود.

    نتیجه گیری

    در مجموع، نتایج بیانگر حساسیت بیشتر صفات رویشی نسبت به سمیت سرب بود. در میان این صفات نیز بیشترین حساسیت در وزن خشک ساقه و اندام هوایی مشاهده شد. تلقیح کلزا با قارچ های پیریفورموسپورا و تریکودرما در برخی صفات موجب کاهش این حساسیت گردید. با توجه به این نتایج به نظر می رسد این قارچ ها می توانند تا حدودی اثر سمیت سرب را در گیاه کاهش دهند و موجب افزایش تحمل آن به تنش سرب شوند.

    کلیدواژگان: تریکودرما، سرب، شبه میکوریز، کلزا، پرولین
  • حامد امیری، امیرحسین قلاوند*، علی مختصی بیدگلی صفحات 157-172
    سابقه و هدف

    امروزه کشاورزی متداول سبب بروز مشکلات متعددی از قبیل آلوده شدن آب های زیرزمینی، فرسایش خاک و کاهش کیفیت مواد غذایی شده است، از این رو استفاده از روش های مدیریتی جایگزین از قبیل کودهای آلی و مدیریت تغذیه تلفیقی به منظور تولید پایدار گیاهان امری اجتناب ناپذیر است. استفاده از کودهای آلی (مانند کودهای حیوانی) و زیولیت با یهبود فراهمی مواد غذایی و خواص فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک موجب افزایش عملکرد محصول می شود. با توجه به اهمیت گیاه سویا (Glycine max L.) این مطالعه با هدف تاثیر منابع تغذیه ای آلی، شیمیایی و تلفیقی همراه با کاربرد زیولیت بر صفات کمی و کیفی دو رقم سویا انجام شد.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر کودهای شیمیایی و زیستی و کاربرد زیولیت بر برخی صفات کمی و کیفی دو رقم سویا آزمایشی در سال های زراعی 1394 و 1395 در مزرعه ای واقع در الشتر به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. ترکیب فاکتوریلی از دو رقم (M7 و M9)، پنج منبع کودی (100 درصد آلی (F1)، 100 درصد شیمیایی F2 ،50 درصد آلی + 50 درصد شیمیایی (F3) ،25 درصد آلی + 75 درصد شیمیایی (F4) ، 75 درصد آلی + 25 درصد شیمیایی F5 و چهار مقدار زیولیت (صفر (Z1)،4 (Z2)، 8 Z3) و 12Z4تن در هکتار) به صورت تصادفی به کرت های آزمایشی اختصاص داده شدند. در سال اول و دوم به عنوان 100 درصد کود آلی به ترتیب 6/22 و 7/26 تن در هکتار کود گوسفندی و به عنوان 100 درصد کود شیمیایی نیز به ترتیب 241 و 247 کیلوگرم در هکتار کود اوره به زمین داده شد.

    یافته ها

    بیشترین عملکرد دانه رقم M7 در سال اول (2896 کیلوگرم در هکتار) و در سال دوم (2971 کیلوگرم در هکتار) تحت سیستم تغذیه تلفیقی 75 درصد آلی + 25درصد شیمیایی همراه با مقادیر بالای زیولیت (12 تن در هکتار) و کمترین عملکرد دانه در هر دو رقم M7 و M9، در سیستم تغذیه ای شیمیایی بدون مصرف زیولیت حاصل شد. بیشترین عملکرد روغن رقمM7 در ترکیب تیماری 25درصد آلی + 75 درصد شیمیایی و برای رقم M9 تیمار تلفیقی 50 درصد شیمیایی+ 50 درصد آلی که به ترتیب 6 و 12 تن زیولیت در هکتار دریافت کرده بودند به دست آمد، در حالی که کمترین مقدارها در رقم M7و M9به ترتیب از بکارگیری تیمار100 درصد شیمیایی و تیمار 50 درصد شیمیایی+50 درصد شیمیایی بدون کاربرد زیولیت حاصل شد.افزایش مقدار زیولیت از صفر تا 12 تن در هکتار در منابع تغذیه ای 100 درصد شیمیایی، 25 درصد آلی + 75 درصد شیمیایی و 75 درصد آلی + 25 درصد شیمیایی موجب افزایش 55، 73 و 66 درصدی عملکرد دانه رقم M7 شد. بعلاوه، زیولیت موجب افزایش هم زمان عملکرد روغن و پروتیین در هر دو رقم سویا شد.

    نتیجه گیری

    مدیریت تغذیه ای تلفیقی (75 درصد آلی + 25درصد شیمیایی) به همراه بیشتربن زیولیت کاربردی (12 تن در هکتار) را با توجه به کاهش مصرف کودهای شیمیایی و افزایش عملکرد کمی و کیفی در هر دو رقم، می توان به عنوان یک روش مدیریت تغذیه-ای مناسب به منظور تولید گیاه سویا در این منطقه معرفی نمود. همجنین رقم  M7 را با توجه به عملکرد بالاتر و خصوصیات کیفی مطلوب تر نسبت به رقم M9، می توان آن را به عنوان رقم مناسب در این منطقه معرفی کرد.

    کلیدواژگان: تغذیه تلفیقی، سویا، کود آلی، کود شیمیایی، ماده خشک
  • یوسف محمدی، مهدی برادران فیروزآبادی*، احمد غلامی، حسن مکاریان صفحات 173-190
    سابقه و هدف

    سویا به عنوان منبع مهم پروتیین و روغن غذای انسان و پروتیین خوراک دام مطرح می باشد. بخش مهمی از دوره‏ی رشد این گیاه در تابستان قرار دارد که به طور معمول با مجموعه ای از تنش ها مانند گرما، خشکی و حتی شوری روبرو خواهد بود که آثار منفی بر رشد و عملکرد این گیاهان می گذارد. احتمالا می توان با کاربرد خارجی ترکیباتی موجب کاهش اثرات منفی تنش های وارده به گیاه شد و افزایش عملکرد و کیفیت محصول را نتیجه گرفت. با توجه به خواص مثبت ضد تنشی ویتامین های گروه B و ملاتونین این گونه درک می شود که شاید بتوان با اعمال این مواد روی گیاه زراعی سویا به صورت محلول پاشی آثار مثبتی از افزایش رشد و عملکرد ناشی از بهبود فرآیندهای فیزیولوژیک به ویژه در شرایط تابستان به دست آورد. ازاین رو در این پژوهش به بررسی این موضوع و نحوه اثر این مواد بر گیاه سویاروی رقم DPX از منظر زراعی، فیزیولوژیک و کیفی در مزرعه پژوهشی دانشگاه صنعتی شاهرود به اجرا درآمد.

    مواد وروش ها

    تیمارهای آزمایش شامل 3 سطح محلول پاشی ملاتونین (صفر، 1/0 و 2/0 میلی مولار) و 6 سطح محلول پاشی با ویتامین های گروه B (شاهد، تیامین (ب1)، ریبوفلاوین (ب2)، نیاسین (ب3)، اسید پانتوتنیک (ب5) و پیریدوکسین (ب6) هرکدام با غلظت 100 میلی گرم در لیتر) بودند که در قالب یک آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال 1396 سازماندهی شدند.

    یافته ها

    اثرمتقابل ملاتونین و ویتامین ب بر سطح برگ، ارتفاع ساقه، قطر ساقه، تعداد دانه در غلاف، وزن هزاردانه ، عملکرد، عملکرد روغن و پروتیین دانه، وزن خشک برگ، وزن خشک ساقه و کاهش تخریب کلروفیل برگ معنی دار بود. بیشترین اثر بر صفات مورد بررسی مربوط به ترکیب تیماری 2/0 میلی مولار ملاتونین و اسیدپانتوتنیک بود. محلول پاشی این دو ماده موجب کاهش روند تخریب کلروفیل برگ و افزایش حدودا 2 برابری باقیمانده کلروفیل نسبت به شاهد گردید. ترکیب تیماری اسیدپانتوتنیک و ملاتونین عملکرد روغن را 5 برابر نسبت به تیمار شاهد افزایش داد. در دو سطح صفر و 1/0 میلی مولار ملاتونین اختلاف زیادی بین ویتامین های ب از لحاظ تاثیرگذاری بر این صفت وجود نداشت و اثرگذاری سطح 2/0 میلی مولار ملاتونین بیشتر بود. بین سطوح مختلف ویتامین های ب نیز اختلاف معنی داری از لحاظ شاخص سطح برگ مشاهده گردید. در این بین اسیدپانتوتنیک و پیریدوکسین موثرتر از بقیه بودند. کمترین مقدار عملکرد روغن دانه در تیمار عدم محلول پاشی با میانگین حدود 21 گرم در مترمربع به دست آمد که اختلاف معنی داری با تمام ترکیبات تیماری آزمایش داشت. استفاده از ویتامین های ب همراه با غلظت 2/0 میلی مولار از ملاتونین بالاترین مقادیر عملکرد روغن را نشان داد که بیشترین مقدار آن نسبت به سایر تیمارها مربوط به ترکیب تیماری اسیدپانتوتنیک و غلظت بالای ملاتونین با میانگین حدود 106 گرم در مترمربع بود.

    نتیجه گیری 

    به طورکلی، می توان بیان نمود که استفاده از ملاتونین به همراه ویتامین های ب می تواند سبب القای تحمل درگیاه شود. بنابراین می توان جهت افزایش شاخص های رشدی و اجزای عملکرد سویا استفاده از ملاتونین و ویتامین ب را پیشنهاد داد.

    کلیدواژگان: ویتامین B، صفات زراعی، روغن، پروتئین
|
  • Mohsen Jahan, MohammadBehzad Amiri * Pages 1-20
    Background and objectives

    Today, more than a third of the worlds land is located in arid and semi-arid areas that are subject to water constrains. Drought stress causes different physiological changes in the plant, such as increasing shading temperature, increasing concentration of proline amino acid, decreasing leaf relative humidity, increasing soluble sugars concentration, increasing stomatal resistance and increasing concentration of antioxidant compounds of plant. Considering the destructive effects of drought stress, in recent years, many efforts have been made to increase water use efficiency. The use of superabsorbents and spraying of humic acid and salicylic acid are considered as essential solutions for saving and optimizing water use. Regarding insufficient water availability in the country and the importance of using ecofriendly inputs in increasing water productivity and conducting few studies on the use of statistical techniques to identify the factors affecting water use efficiency, this research in order to investigate the effect of water superabsorbent, humic acid and salicylic acid on water use efficiency and some morphological characteristics and yield and tolerance indicators of bean (Phaseolous vulgaris L.) under drought stress was done.

    Materials and methods

    In order to determine factors affecting water use efficiencis of common bean (Derakhshan cultivar) affected by different inputs in conditions of drought stress, a split plot experiment based on RCBD design with three replications was used during 2015-16 growing season, at Research Farm of Ferdowsi University of Mashhad, Iran. Irrigation levels (50 and 100% of water requirement) and nutritional treatments (75 kg.ha-1 Nitrogen+80 kg.ha-1 Superabsorbent, 80 kg.ha-1 Superabsorbent+6 kg.ha-1 Humic acid+1 Mm Salicylic acid, 6 kg.ha-1 Humic acid+1 Mm Salicylic acid+75 kg.ha-1 Nitrogen, 6 kg.ha-1 Humic acid+1 Mm Salicylic acid+75 kg.ha-1 Nitrogen+80 kg.ha-1 Superabsorbent and Control) assigned to the main and sub plots, respectively. In this research, traits shuch as seed yield, dry matter yield, harvest index, weight seed per plant, height plant, LAI, CGR, soil nitrogen, phosphorous, EC and pH was estimated.

    Results

    The result showed that all of the nutritional treatments had significantly effects on water use efficiency, but in both conditions of 50 and 100% of water requirement, the highest water use efficiency were obtained in Humic acid+Salicylic acid+Nitrogen+Superabsorbent, so that this treatment increased water use efficiency 63 and 55% compared to control in 50 and 100% of water requirement, respectively. All of the nutritional treatments decreased damages caused by drought stress, but in this conditions (50% of water requirement), the highest LAI (7.24), CGR (6.47 g.m-2.day-1), soil nitrogen (0.32%) and phosphorous (0.0183%) observed in treatment of nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid. Application of nitrogen+superabsorbent, superabsorbent+humic acid+salicylic acid, nitrogen+humic acid+salicylic acid and nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid increased mean productivity (MP) 19, 54 and 47 and 59%, geometric mean productivity (GMP) 18, 55 and 48 and 59% and harmonic mean (HM) 17, 55 and 48 and 60% compared to control, respectively. Effect of nutritional treatments on stress susceptibility (SSI) and stress tolerance index (STI) was significant and the lowest SSI (0.59) and the highest STI (1.51) obtained in treatment of nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid.

    Conclusion

    In general, the results showed that although all nutritional treatments were effective in reducing drought stress damages, but the highest seed yield, dry matter yield, harvest index, weight seed per plant, leaf area index, crop growth rate, soil nitrogen and water use efficiency observed in treatment of nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid. MP, GMP and HM in all nutritional treatments was more than control, significantly. Application of superabsorbent+humic acid and salicylic acid, nitrogen+humic acid+salicylic acid, nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid decrease SSI compared to control and the highest STI obtained in treatment of nitrogen+superabsorbent+humic acid+salicylic acid.

    Keywords: Dry matter yield, Harmonic mean, Net nitrogen, Soil pH, Susceptibility index
  • Ali Bandehagh *, Mostafa Valizadeh, Mehdi Ghaffari, Fatemeh Jahangir, Zahra Dehganian Pages 21-34
    Background and objectives

    Drought stress disturbs metabolic pathways in plant cells that leads to increase in reactive oxygen species (ROS) abundance. Plants have high efficient defensive system that prevents oxidative stress and can eliminate free radicals. Therefore high activity of antioxidant enzymes is essential for drought stress tolerance. Knowledge of antioxidant enzymes function and variation can be suitable marker to identification of morphological characteristics linked to this enzyme activities in plant breeding programs under drought conditions.

    Materials and methods

    In order to study the effect of drought stress and endogenous treatment of proline on the anti-oxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and peroxidase (POX), drought treatments (0, -4, -8 bar created by adding polyethylene glycol-6000) and 3 levels of proline (0,5, 10 mM) were applied on sunflower in seedling stage. This research was conducted in a factorial experiment based on completely randomized design, including 10 sunflower genotypes (in two susceptible and tolerant groups).

    Results

    Based on the changes in proline content and shoot dry weight, two inbred lines BGK 329 and RGK 221 were identified as the most susceptible and most sensitive among 10 inbred lines. Then, stripe pattern of enzymes was studied in 7.5 percent horizontal acrylamide gel electrophoresis. Quantitate evaluation of activity of observed isozymes and statistical analysis of the data indicated that there is a significant difference among the activity of four enzymes SOD1, SOD2, CAT1, and POX1, out of all 7 enzymes. No significant change was observed in activity of isozyme SOD1 with increasing water stress and proline levels. Interactions of genotype× proline was significant (p<0.05) for POX1 and SOD2. Drought stress had significant effect on isozyme CAT1 and interaction of stress× genotype affected the activity of isozyme SOD2. While the activity of isozyme POX1 was significant at stress× proline interaction, the triple effect of triple stress× proline× genotype was significant (p<0.01) in the activity of isozyme POX1. SOD2 activity was largely influenced by the genotype so that at different levels of stress and proline, some genotypes increased and some others showed decreased activity. The exogenous 5mM proline treatment reduced the activity of isozyme POX1 and CAT1 under stress. Data analysis based on two susceptible and tolerant sunflower groups under drought stress showed that only POX1 activity was significant between the two groups and therefore.

    Conclusion

    Proline as an important amino acid induces drought stress tolerance. An efficient antioxidant defensive system with inducible expression system to increase the accumulation of proline have a vital role in the tolerance of drought stress environments. Isozyme of POX could be suggested to identify drought tolerant drought genotypes in seedling growth stage.

    Keywords: Densitometric analysis, Electrophoresis, Isozyme, Peroxidase, Superoxide dismutase
  • Mahboube Zahed *, Afshin Soltani, Ebrahim Zeinali, Benyamin Torabi, Eskandar Zand, Seyyedmajid Alimagham Pages 35-52
    Background and objectives

    Wheat has an important role in feeding the people of world and Iran as well. It provides around 40 percent of edible energy and protein for people in Iran. Closing yield gap can increase wheat production, significantly. The first step of closing yield gap is to quantify the yield gap at a given region or country. The amount of wheat yield gap hasn’t been measured for whole Iran by a global standard protocol so far. The aim of this study is to estimate irrigated wheat yield gap for Iran based on the global yield gap analysis (GYGA) protocol.

    Materials and methods

    GYGA protocol suggested a method to calculate yield gap on a large scale like a country. Based on this protocol, at first the area covered by each weather stations were specified. Second, the main weather stations where cover irrigated wheat lands were selected named reference weather stations (RWS). Third, irrigated wheat potential yield was estimated by SSM-iCrop2-wheat simulation crop model within the RWSs. The actual irrigated wheat yield was calculated for each RWS based on GYGA protocol as well. Forth, amount of the actual and potential yield was calculated for whole country by using the values calculated for the RWS according to GYGA protocol. Finally, the yield gap was calculated by difference between potential and actual yield for the country.

    Results

    The results of this study showed that average irrigated wheat in Iran was 3.4 ton/ha, average potential yield was 8.8 ton/ha and average yield gap was 5.4 ton/ha (62%). At the moment, irrigated wheat producers just use 38 present of the existing wheat cultivars and environment potential. There was no significant relationship between climate in the irrigated wheat production RWS and irrigated wheat yield gap (based on percent) in Iran and the yield gap was around 62 percent in all the RWSs. If farmers could reach 80% of potential yield of their locations, by improving agronomy practices, average irrigated wheat would reach 7 tons/ha and there is around 2.2 million ha irrigated wheat area in Iran. Thus, average wheat production in irrigated condition would increase from 7.5 million tons to 19.8 million tons.

    Conclusion

    Owing to existing wheat cultivars and climates in the main irrigated wheat production RWS in Iran, there is a big yield gap of wheat in Iran. The low actual irrigated wheat yield in Iran (3.4 tone/ha) can be attributed to the poor management condition because the existing cultivars and climates have no limitation to reach the yield around 8.8 tone/ha. There are many factors to reduce the yield such as poor seedbed preparation, late planting date, weeds, pests and diseases, nutrition’s deficits, fertilizer amount and timing, irrigation amount and timing etc. If we want to close the yield gap, we have to identify the reasons of yield gap in a given region.

    Keywords: Potential yield, GYGA protocol, SSM model
  • Barat Ali Rashidzadeh, Elham Elahifard *, Abdolreza Siahpoush, Mohammad Farkhari Pages 53-68
    Background and objectives

    One of the important requirements in agronomic planning is to determine the best and most suitable sowing date in order to achieve high quality and desirable quality of yield. Therefore, this experiment was conducted in order to determine the most suitable planting date and plant density in terms of weed control in dryland chickpea in Koohdasht, Lorestan, Iran.

    Materials and Methods

    The experiment was conducted as split plot in randomized complete block design with four replications with three planting dates (20 January, 8 February and 28 February) as main plot and four densities (16, 32, 48 and 64 plant m-2) as sub plot in 2016-2017 in the climate conditions of Kohdasht. Sampling from chickpea and weeds was done four weeks after planting until the end of the growing season with a time interval of 7-10 days. In order to describe the changes in total dry matter (wmax) and leaf area index (LAI) against time after planting (t), the truncated expolinear and beta model was used, respectively.

    Results

    The results showed that the dry matter changes and leaf area index during the growing season are consistent with the truncated expolinear and Beta models. So that the parameter wmax at the first, second and third sowing dates at 16-64 plants m-2 in weed free conditions, ranged from 154.90-371.70, 119.60-310.80 and 60.87-187.90 g Dry matter m-2 and in weed infested condition ranged from 98.69-266.60, 56.78-186.90 and 35.53-114.00 g dry matter m-2. Regarding the lmax parameter, at the first, second and third sowing dates at 16-64 plants m-2 in weed free conditions, ranged from 0.49-9.32, 0.46-7.97, 0.39-4.50 g and in infested conditions 0.39-6.25, 0.69-5.18 and 0.21-2.79 g was estimated. Weed dry weight increased in weed infected plots over time. So that weeds dry weight on 28 February were more than other sowing dates. Also, the highest percentage of yield loss occurred in the second planting date at a density of 16 plants per square meter. In general, the first sowing date with density of 48 plants m -2 with a yield of 1703.327 kg ha-1 of chickpea was the best treatment compared to the same sowing density at the second sowing date (1534.7 kg ha-1) and the third sowing date (470.55 kg ha-1).

    Conclusion

    In the present study, the maximum dry matter and the leaf area index of chickpea plants were decreased in weed infested conditions compared to weed free conditions in all three sowing dates. So that the reduced values in the less sowing densities were more than the higher sowing densities. In the other words, by increasing the planting density in the presence of weeds, the farmer will be able to avoid a significant reduction in the yield loss due to competition with weeds. By comparing the sowing dates of chickpea in terms of maximum dry matter, leaf area index and yield loss percentage of chickpea plants, it can be stated that the conditions for chickpea growth and development in the first sowing date were better than the other sowing date.

    Keywords: Dry matter changes, Leaf area index, Weed, yield loss
  • Parisa Alizadeh *, Behnam Kamkar, Shaban Shataee, Hossein Kazemi Posht Masari Pages 69-84
    Background and objectives

    In the most parts of the country, the number of meteorological stations is inadequate and don't cover the appropriate statistical period. The conventional method of yield assessment in Iran is based on those experiments which require numerous field measurements, that makes it expensive, difficult and sometimes impossible. On the other hand; the final data is available much later than when field managers need them. Remote sensing data can be used as an alternative or complementary data for meteorological data to estimate the yield, drought and crop vegetation. To evaluate the soybean yield and its relationship with drought risk potential in western parts of Golestan province (AQ-Qala, Aliabad Katoul, Gorgan, Bandar-e-Gaz, Bandar-e-Torkaman and Kordkouy), the meteorological (SPI) and Landsat satellite imagery-based vegetation indices (including NDVI, VCI and DSI) were used.

    Materials and Methods

    In this study Landsat satellite images from 2000 to 2016 were used. After appropriate pre-processing and processing, the vegetation indices were prepared. Also the meteorological drought index (SPI) was calculated using the weather stations data of the study area. To calculate the relationship between the yield and all aforementioned studied indices (NDVI, DSI, VCI and SPI indices), the averaged-DN average for each index in each city was calculated. Then, the yield of each city was regressed against the meteorological (SPI) and satellite-imagery based indicators (NDVI, DSI, VCI). The linear function with the highest signifsignificant determination coefficient was selected and the soybean yield map was provided for the study area. The final drought risk model was adopted using drought frequency maps for SPI, DSI and VCI indices. The yield change in all drought risk categories was assessed through investigating the compatibility of the Boolean-classified yield maps and drought risk maps of the studied region. The

    results

    Coefficient of determination for yield prediction in different years ranged from 0.13 to 0.52, also the most of the predicted values were put in confidence level of 15% range of discrepancy which proved the accuracy of used equations in predicting yield maps. It can be concluded that yield can be predicted in a precise and accurate manner at the peak of soybean vegetation growth by applying meteorological and satellite-imagery indicators. The results showed that the yield of 43% to 50% of the soybean fields was higher than reported mean yield. Results showed that soybean fields in the AQ-Qala, Aliabad Katoul, Gorgan, Bandar-e-Gaz, Bandar-e-Torkaman and Kordkouy counties were not classified as very severe drought risk areas. The compliance of the yield and drought risk maps indicated that the possibility of yield reduction in facing with drought is higher in those areas with higher drought risk.

    Conclusion

    Totally, the results showed that Bandar-e-Torkaman, Gorgan and the central and southern parts of Aliabad Katoul are facing a lower risk of drought. The intersected map of yield and drought risk can be used as a predictive tool to provide strategies to manage drought risks as well as coping with drought effects on the yield.

    Keywords: Agricultural drought, Drought Risk, Remote sensing, Yield
  • Hossein Azadvari, Masoumeh Naeemi *, Abdolatif Gholizadeh, Ali Nakhzari Moghaddam Pages 85-100
    Background and objectives

    Drought stress is one of the major factors limiting plants growth. Salicylic acid (SA) is a natural phenolic compound playing an important regulatory role in plant different processes. Studies have indicated that external application of SA increased plant tolerance to several abiotic stresses, including osmotic stress, drought, salinity, ozone or UV radiation. The purpose of this study was to evaluate the interactive effects of different humidity regimes and application methods of SA on some physiological and biochemical parameters, grain yield and determination of the most suitable application method of salicylic acid in black cumin.

    Materials and methods

    This study was conducted based on randomized complete design with factorial arrangement of treatment and three replications at Gonbad Kavous university research field in 2018 growing season. Different irrigation regimes at four levels including no irrigation (rainfed), once irrigation at flowering stage, once irrigation at grain filling stage and double irrigation at flowering and grain filling stages and salicylic acid factor at three levels including non- application (control), seed priming (with 0.5 mM concentration), foliar spraying (with 0.5 mM concentration) were studied. After applying of treatments, some traits including total chlorophyll content, antioxidant enzymes activity (catalase, peroxidase and ascorbate peroxidase), leaf relative water content, leaf water saturated deficiency, 1000 grain weight, grain yield, biological yield and harvest index were evaluated.

    Results

    The results showed that interaction effects of irrigation and salicylic acid on all evaluated traits were significant except for biological yield. Salicylic acid foliar spraying increased activity of peroxidase and ascorbate peroxidase antioxidant enzymes in all irrigation treatments while not significantly affecting catalase enzyme activity. Means comparison revealed that the highest total chlorophyll content (26.2 mg/g FW), RWC (72.44%) and seed yield (1329 kg/ha) obtained from SA foliar spraying application and double irrigation treatment.

    Conclusion

    Results indicated that SA application especially foliar spraying activated antioxidant system and also improved plant moisture condition and chlorophyll content which finally resulted in enhanced growth and desirable yield under different humidity treatments. Therefore, application of SA can be introduced as an effective approach for regulation and decrease of stress effects and desirable yield production in areas subjected to water deficit.

    Keywords: Antioxidant, Black cumin, Grain yield, Salicylic acid, Water deficit
  • Sarah Khorasaninejad, Morteza Sadeghi, Pouneh Ebrahimi Pages 101-120
    Background

    Drought is one of the most important factors limiting the growth of plants around the world and the most common environmental stress. Considering the serious risk of drought and water scarcity, the use of appropriate methods to improve the negative effects of drought has attracted special interest. Recently, different types of organic acids have been widely used to improve the quality and quantity of crops and horticultural products. Due to the hormonal compounds, extremely low amounts of organic acids have significant effects on the improvement of physical, chemical and biological properties of the soil and the production and quality of agricultural products. In this regard, an experiment was conducted to investigate the effect of irrigation intervals and the foliar application of humic acid on some morphophysiological and biochemical characteristics of coneflower.

    Materials and Methods

    This experiment was conducted in the 2016-17 crop year with split plot arrangement in a randomized complete block design with three replications at the research farm of the Baharan non-profit organization in Gorgan. The treatments were included four levels of irrigation intervals (including the irrigation every one, three, six and nine days) and four levels of humic acid foliar application (including 450, 300, 150 and 0 mg/L). The evaluated traits included fresh and dry weight of plant, fresh and dry weight of root, proline, relative water content (RWC) of leaves, antioxidant activity, total phenol and soluble sugar. After planting, growing and harvesting, the measurement of proline growth performance was done by the Bates method, total phenol by the Folin-Ciocalteu method, carotenoid by the Barnes method, and soluble sugar by the Omokolo method.

    Results

    The results showed that the increased levels of irrigation intervals caused a significant decrease in plant height, root length, fresh weight of plant, and fresh and dry weight of root, while the highest dry weight of the plant (9.41 g per plant) and root length (10.40 cm) was observed from the second and third levels of irrigation interval, respectively. Also, the effect of irrigation interval at the highest level resulted in 29.88% reduction in the relative water content of leaf and 69.29% increase in proline compared with the control. The level of antioxidant activity and soluble sugar was increased with the irrigation intervals, and at the third level of irrigation (irrigation every six days), it was at most 71.39 and 43.56 mg/mL, respectively. Humic acid treatment had a significant effect on all of the measured traits except carotenoid, and the effect reached to the maximum level at 450 mg/L. In the conditions of irrigation every nine days, the foliar application with 450 mg/L resulted in a 0.58% increase in proline compared with not to use it in this condition. The maximum level of antioxidant activity (82.67 mg/mL) from the third level of irrigation interval and application of 150 mg/L of humic acid and the highest level of soluble sugar (53.56 mg/g) from the third level of irrigation interval and application 300 mg/L of humic acid was observed.

    Conclusion

    The results of this study showed that increasing the irrigation interval significantly reduced the morphological traits. In contrast, some traits such as proline, antioxidant activity, total phenol, and soluble sugar were increased. However, humic acid protects the coneflower plants from the drought stress and reduces the drought damage. In general, the results of this study introduced the foliar application of 300 mg/L of humic and every 9 days irrigiration as the best treatment, economically. Because with less water and humic acid can be reached to the same methabolites yield that higher levels of them.

    Keywords: Antioxidant activity, Dehydration stress, Organic fertilizer, Proline, total phenol
  • Roghayeh Aminian *, Mahsa Ghasemipanah, Majid Gholamhoseini, Farhad Habibzadeh Pages 119-208

    More than 90% of the total oil consumed in the country is imported abroad. Therefore, the development of oilseed cultivation and research programs in this field should be considered. Water deficit stress is one of the most important environmental stresses that has limited the successful production of crops, especially in dry and semi-arid regions. Sesame is one of the most important seed economical products that has good compatibility with dry and semi-arid regions such as Iran. Since yield is a bit complicated trait and controlled by a large number of genes, the effect of each gene is small and environmental factors can have a great effect on it. Therefore, identifying yield components that have more inheritance than yield and, on the other hand, have high correlation with it, can increase the efficiency of selection. So in breeding programs, it is important to examine the components of yield and how they affect each other to achieve high yield. One of the methods for analyzing the components of yield is stepwise regression. In this method, traits that have the greatest share in explaining the variation of yield are distinguished among a large number of traits. Identifying the appropriate and effective traits of yield can be the basis for selection in breeding programs and can be used to increase grain yield.

    Materials and Methods

    This research was conducted as split plot based on a randomized complete block design with three replications in the research field of seed and plant improvement institute, agricultural research, education and extension organization of Karaj, in summer of 2016. Two factors including irrigation regimes (as main factor) and cultivars (as sub factor) were investigated. Two irrigation regimes including irrigation after 40% soil moisture utilization in soil (no stress) and irrigation after 80% moisture utilization in soil (low irrigation stress) in main plots and 6 sesame cultivars named Halil, Dashtestan 2, Darab 1, Oltan, Yellow White and Naz tak shakheh in sub plots were considered. Correlation analysis, stepwise regression, principal components analysis and path analysis were used to analyze the components of yield. Correlation analysis, stepwise regression and path analysis were performed using SPSS software version 23, principal components analysis and two-dimensional diagram (bi-plot) with Minitab software version 17. The measured traits included seed yield, dry weight of plant, height, secondary branches number, number of capsules per plant, number of seeds per capsule, 1000 seed weight, seed oil percentage, oil yield, seed protein percentage and seed protein yield.

    Results

    In non-stress and stress conditions, the highest positive and significant correlation was observed between seed yield and oil yield. In non-stress condition, seed number per capsule and number of capsules in the plant and seed oil percentage were the most effective positive variables on seed yield. 1000 seed weight had the most direct positive effect on seed oil percentage. In stress condition, seed protein percentage and secondary branches number had the highest negative effects on seed yield, respectively. Seed protein percentage had the most direct positive effect on oil percentage. The main components analysis showed that in non-stress condition, seed yield, capsule number, oil yield and protein yield had high correlation with the first component and 51.1% of the variation was explained. Based on this component, Oltan and Dashtestan cultivars were better in terms of seed, oil and protein yield than other cultivars. In stress condition, seed yield, oil yield and protein yield had high correlation with the first component and explained 37.5% of the variation. Halil, Oltan and Yellow White cultivars were not desirable on the basis of this component, which was the component of seed, oil and protein yield.

    Keywords: Path analysis, Principal components analysis, Stepwise regression, Stress
  • Fahimeh Alizadeh, Benjamin Torabi, Rahmat Abbasi Pages 121-138
    Background and objective

    Increasing the world's population and improving living standards is one of the reasons for increasing the production of oily crops for arable consumption. In this regard, rapeseed is superior to other oilseed crops in the country due to its positive traits such as resistant to cold weather and drought stress, salt tolerance and higher yield per unit area. The factors affecting the yield of plants are the use of suitable cultivars adapted to the climatic conditions of each area in appropriate planting density, in such a way that there is at least a destructive competition between the plants. Regarding the fact that each plant, or, in a better way, indicates a specific reaction to environmental factors, and also due to the high capacity of rapeseed for improving the yield as a result of environmental factors, this study aimed to determine the most suitable plant density and variety for improving yield and yield components of rapeseed.

    Materials and Methods

    In order to investigate the effect of different densities on yield and yield components of different rapeseed varieties, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design in a research farm of Gharakhil Agricultural Research Center in Ghaemshahr in 2017-2018, The treatments consisted of five intervals on rows of 3, 3.5, 4.5, 6 and 9.5 cm, respectively, with densities of 66.67, 57.14, 44.44, 33.33 and 21.05 plant, respectively. Second factor for this experiment was included four canola cultivars: Hayola 401, Agamaks, Hayola 4815 and Terrap, which were performed in three replications.

    Results

    The results showed that the highest biological yield and seed yield (11150 and 2942 kg ha-1) were related to Hyola 401 cultivar with 44.44 plant m-2. The main effect of density and variety on harvest index, 1000 seed weight, number of pods, number of seeds per pod and number of branches were significant. The density of 44.44 plants per square meter was the highest in pod (21.58), 1000 grain weight (4.24 gr) and harvest index (59.16 percent). The results also showed that the highest number of branches and pods per plant was related to density with density 33.33 plant / m2. In all studied traits in this study, except for the number of branches, the Hyola 401 cultivar showed better performance than other cultivars.

    Conclusion

    The results showed that there is a significant difference between plant densities and different cultivars for all measured traits. The results of this study showed that Hyola 401 cultivar with 44.44 plants m-2 had the best result in terms of biological yield and grain yield. Therefore, according to the results, Hyola 401 cultivar and 44.44 plants m-2are recommended for achieving high yield in rapeseed.

    Keywords: Cultivars, Density, Morphological traits, Rapeseed, Yield
  • Mehranoosh Emamian Tabarestani, Hemmatollah Pirdashti *, MohammadAli Tajick Ghanbary, Fardin Sadeghzadeh Pages 139-156
    Background and objectives

    Agricultural soils in many parts of the world are slightly to moderately are contaminated by heavy metals elements. Among them, Pb has an effect on growth and metabolism of plants with a wide range of adverse effects like decrease in root elongation and biomass, accelerated leaf senescence, inhibition of chlorophyll biosynthesis and seed germination, interferes with nutrient uptake, influence the net photosynthetic rate and respiration and alternate permeability of cell membrane. So, the usage of a fast and safe method is necessary to remove pollutants with the lowest cost and impact on the environment. One of the best methods is phytoremediation that the Brassicaceae family plants such as canola (Brassica napus L.) have a special ability to refine contaminated soils due to their much biomass production. On the other hand, bioremediation is one of the methods that has been considered in recent years to remove contaminants. In this context, it is important to use a variety of microorganisms like algae, fungi and bacteria in order to improve phytoremediation efficiency. Therefore, the purpose of this research was to evaluate the effect of Piriformospora indica and Trichoderma longibrachiatum on improving the growth and some physiological traits of canola under lead stress.

    Materials and Methods

    This research was done as factorial layout based on a completely randomized design with three replications. Treatments were four levels of lead from lead nitrate source (0. 500, 1000 and 1500 mg kg-1 of soil) and three treatments of fungi (control, Piriformospora indica and Trichoderma longibrachiatum). After 60 days of (Hyola 401 cultivar) planting time, coinciding with the end of vegetative growth and before flowering, Vegetative and some physiological traits were measured. To quantify the effect of lead stress regression analysis and linear and segmental models were used.

    Results

    The results showed that node and leaf number, stem diameter, leaf fresh weight and stem dry weight (between 20 and 58%) were reduced as linearly and segmental model where lead levels increased from zero to 1500 mg. Also, inoculation of Piriformospora and Trichoderma fungi increased stem diameter and dry weight. Using the mentioned fungi had a positive effect on vegetative traits at different levels of lead. Accordingly, plant height, leaf area, stem and shoot fresh weight and leaf and shoot dry weight reduced from 27, 74, 68, 65, 69 and 70% in control to 12, 44, 35, 36, 52 and 52% in symbiosis with Piriformospora and 31, 48, 58, 53, 52 and 53% after applying Trichoderma at in 1500 mg as compared to the zero levels, as well. Also, the electrolyte leakage rate showed an increasing trend with 0.000084 slope Up to 500 mg and then with a 0.0018 slope. But plant inoculation with Piriformospora and Trichoderma reduced the electrolyte leakage with about two percent. In addition, the interaction between lead and fungi was significant on SPAD reading, chlorophyll a+b, relative water content (RWC) of leaves and proline. SPAD reading and chlorophyll a+b declined from nearly 18 and 35% in non-inoculation treatment to about 7 and 27% in Piriformospora, and 13 and 5% in Trichoderma in 1500 mg as compared to the control, respectively. Among morphological and physiological traits, the highest correlation (r=0.80; P<0.01) was between leaf area and RWC.

    Conclusion

    In conclusion, results indicated that vegetative traits showed more sensitivity to lead toxicity. Among these traits, the highest sensitivity was recorded in stem and shoot dry weights. Inoculation of canola seed with Piriformospora and Trichoderma fungi ameliorated this sensitivity in some traits. Accordingly, it seems that these fungi can improve slightly the adverse effect of lead toxicity and increase canola tolerance to lead stress.

    Keywords: Canola, Lead, Mycorrhiza-like, Proline, Trichoderma
  • Hamed Amiri, Amirhosein Ghalavand *, Ali Mokhtassi Bidgoli Pages 157-172
    Background and objectives

    Nowadays, conventional farming has resulted in many negative foot prints such as groundwater Pollution, soil erosion, and decreasing food quality, therefor using alternative management methods, such as organic and integrated farming are necessary for crops sustainable production. Application of organic fertilizers (manure) and zeolite could improve crop yield by supplying nutrients and modifying soil physical, chemical, and biological properties. Due to the importance of soybean (Glycine max L.), this research was aimed to evaluate the effect of organic, chemical and integrated nutrient resources along with zeolte apllication on yield and quality traits of two soybean cultivares.

    Material and methods

    To investigate the effect of chemical and biological fertilizers and application of zeolite on seme quantitive and quality traits of two soybean cultivars, a factorial experiment based on the randomized complete block design with three replications was conducted at a field which is located at Aleshtar in 2014 and 2015. The factors were consisted of two soybean cultivars (M7 and M9) and five fertilizer systems (100% organic fertilizer, 100% chemical fertilizer, 50% organic plus 50% chemical fertilizer, 25% organic plus 75% chemical fertilizer, 75% organic plus 25% chemical fertilizer) and four zeolite rates ( 0, 4, 8 and 12 tons ha-1). The rate for 100% manure was 22.6 and 26.7 ton ha-1 and for 100% chemical fertilizer was 241 and 247 kg N ha-1 in the first and second season, respectively.

    Results

    The highest seed yield of M7 cultivar in the first year (2896 kg ha-1) and the second year (2971) was obtanid under integrated fertilizer systems of 75 organic manure+25%chemical fertilizer along with high zeolite rate (12 ton ha-1) and the lowest seed yield was achieved at chemical fertilizer without apllication of zeolite. 75% organic fertilizer + 25% urea with 12 ton zeolite ha-1and 50%, urea + 50% organic fertilizer with 6 ton zeolite ha-1 combinations led to the highest seed oil yield for M7 and M9 cultivars, respectively, while the lowest values in M7 and M9 cultivars were achieved at 100% urea fertilizer and 50%, urea + 50% organic fertilizer treatments without zeolite application (Z1), respectively. The increasing zeolite rate improved both qualitative and quantitative traits in two cultivars, as, increasing the zeolite from 0 to 12 ton ha-1 rose M7 seed yield by 55, 73 and 66% in F2, 100% urea, F4, 75% urea + 25% cattle manure and 75% cattle manure + 25% urea treatments, respectively. Also, adding zeolite amendment improved both oil and protein yield of cultivars.

    Conclusion

    Since the integrated nutrition manegment of 75% organic manure+25% chemichal resulted in reduced chemical fertilizers as well as increased yield and quality of two cultivars, this tratments could be considered as asuitable nutrient manegment method for soybean production in this area. Also, due to higher yield and better qulitve properties of M7 cultivar than M9 cultivar, it would ne considered as a proper cultivar in this area.

    Keywords: Chemical Fertilizer, Combination nutrition, dry matter, Organic fertilizer, soybean
  • Yusef Mohammadi, Mehdi Baradaran Firouzabadi *, Ahmad Gholami, Hassan Makarian Pages 173-190
    Background and objectives

     Soybean is an important source of oil and protein human and animal protein. The main part of the growth period of this plant is in the summer, which is usually exposed to stresses such as heat, dryness and even salinity, and finally, there would negatively affect the growth and yield of these plants. It can be inferred that it may be possible to use external component to reduce the negative effects of stresses on plants and to increase yield and product quality.Considering the positive anti-tension properties of vitamins in group B and melatonin, it can be concluded that by applying these materials on soybean as a solution of positive effects, the growth and yield of physiological improvement, especially in summer conditions, can be obtained.Therefore, in this research, the effect of these materials on soybean on DPX cultivar, physiological and qualitative aspect was investigated at Shahroud University of Technology Research Field.

    Materials and methods

    Treatments including melatonin foliar application (0, 0.1 and 0.2 mM) and vitamines B group (0, thiamine, riboflavin, niacin, pantothenic acid and pyridoxine 100 mg / L) were organized in factorial experiment on the basis of completely randomized block design in three replications.

    Results

    The effect of melatonin and vitamin B on leaf area index, stem height, stem diameter, number of seeds per pod, 1000 seed weight, yield, oil yield, and protein content, leaf dry weight, stem dry weight, and reduction of leaf chlorophyll degradation was significant. The most effective on the traits were related to the combination of 0.2 mM Melatonin and Pantothenic Acid.The foliar application of these two substances reduced the chlorophyll degradation process and increased about 2 times the chlorophyll residue compared to the control.There were no significant differences in B vitamins in the two levels of 0 and 0.1 mM melatonin in terms of the effect on this trait and the effect of 0.2 mM melatonin was higher.There was a significant difference between the levels of B vitamins in terms of leaf area index. Pantothenic acid and pyridoxine were more effective than others.The lowest amount of seed oil yield was obtained in non-foliar application treatment with an average of 21 g / m2, which showed a significant difference with all the treatments. The use of B vitamins with a concentration of 0.2 mM of melatonin showed the highest levels of oil yield, the highest amount of which was related to the combination of Pantothenic acid and high concentrations of melatonin with an average of 106 g / m2. Conclusion In general, it can be concluded that the use of melatonin with vitamines B group can induce tolerance to the plant.Therefore, it is possible to use melatonin and vitamin B to increase the growth indices and soybean yield components.

    Keywords: Vitamin B, Agronomic traits, Oil, Protein