فهرست مطالب

تولید گیاهان زراعی - سال سیزدهم شماره 3 (پاییز 1399)

مجله تولید گیاهان زراعی
سال سیزدهم شماره 3 (پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/08/13
  • تعداد عناوین: 11
|
  • حسین پورهادیان، بهنام کامکار*، افشین سلطانی، حسن مختارپور صفحات 1-22

    سابقه و هدف:

     یکی از عوامل بسیار مهم در تولید عملکرد بالای گیاهان وجود عناصر غذایی خاک می باشد. لذا بررسی دقیق میزان عناصر قابل دسترس از جمله عناصر پرمصرف و کم مصرف در خاک برای تولید محصول مهمی مثل ذرت ضروری می باشد. به همین منظور تهیه نقشه حاصل خیزی خاک چهار حوضه کشاورزی استان گلستان به کمک سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، منطق فازی و تحلیل شبکه ای (ANP) برای کشت گیاه ذرت مورد پژوهش قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در چهار حوضه قره سو، قرن آباد، محمد آباد و زرین گل استان گلستان انجام شد. جهت تهیه لایه های رستری عناصر خاک شامل پتاسیم و فسفر قابل دسترس، نیتروژن کل، کلسیم، منیزیم، آهن، روی، مس و منگنز قابل جذب خاک از اطلاعات 858 نقطه نمونه برداری شده خاک استفاده شد. ابتدا لایه رستری هر عنصر به کمک روش کریجینگ معمولی در محیط10.4 ArcGIS در محدوده اراضی زراعی منطقه مورد مطالعه تهیه شد. سپس به کمک توابع فازی نقشه هر عنصر استانداردسازی فازی شد و نقشه های مربوط به هر عنصر با استفاده از ANP وزن دار شده و با روی هم گذاری لایه ها، نقشه حاصل خیزی خاک تهیه شد. به منظور انطباق لایه های تولید شده با نیاز تغذیه ای گیاه ذرت، نیازهای تغذیه ای این گیاه با استفاده از منابع علمی تعیین گردید. در پایان لایه نهایی به پنج طبقه حاصل خیزی خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم تقسیم شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد ارزش فازی اراضی زراعی محدوده مورد مطالعه بین 0/30 تا 0/78 بود. 119771/47 هکتار معادل 59/87 درصد منطقه مورد مطالعه دارای حاصل خیزی متوسط که بیشتر در قسمت میانی منطقه مورد مطالعه واقع شد و 80212/65 هکتار معادل 40/09 درصد دارای حاصل خیزی کم که بیشتر در قسمت شمالی و جنوبی قرار داشت. 84/24 هکتار معادل 0/04 درصد دارای حاصل خیزی زیاد بود و دو طبقه حاصل خیزی خیلی کم و حاصل خیزی خیلی زیاد فاقد سهم از منطقه مورد مطالعه بودند. در بین حوضه ها؛ حوضه زرین گل دارای بالاترین حاصل خیزی و حوضه محمدآباد دارای پایین ترین حاصل خیزی بودند. میانگین ارزش فازی نشان داد عناصر منگنز و پتاسیم به ترتیب دارای بیشترین ارزش و عناصر کلسیم و روی به ترتیب دارای کمترین ارزش فازی بودند. عناصر پتاسیم و فسفر قابل دسترس، نیتروژن کل، کلسیم، منیزیم، آهن، روی، مس و منگنز قابل جذب باعث کاهش ارزش حاصل خیزی مساحت اراضی مورد مطالعه به ترتیب به میزان 69/38، 76/02، 96/98، 94/68، 47/81، 49/10، 96/98، 69/57 و 30/28 درصد شدند.

    نتیجه:

     نتایج حاصل از پهنه بندی حاصل خیزی چهار حوضه مورد مطالعه به کمک منطق فازی و ANP برای کشت ذرت نشان داد تقریبا کل محدوده مورد مطالعه (به جزء 84/24 هکتار) از نظر حاصل خیزی با مشکل روبرو بود. حوضه زرین گل حاصل خیزترین حوضه برای کشت ذرت بود و حوضه های قره سو، قرن آباد و محمدآباد به ترتیب در رتبه های بعدی حاصل خیزی قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: ذرت، حاصل خیزی، منطق فازی، GIS، ANP
  • شاهرخ پهلوانیان میاندوآب*، محمدرضا داداشی، تورج میرمحمودی، آسیه سیاهمرگویی، حسین عجم نوروزی صفحات 23-40
    سابقه و هدف

    یکی از مشکلات کاشت چغندر قند در استان آذربایجان غربی در اوایل بهار، آماده نشدن زمین برای کشت به دلیل شرایط نامناسب جوی و تاخیر در کشت است، ازآنجاکه عملکرد اقتصادی مناسب در چغندرقند تابع رشد رویشی مناسب در اوایل فصل رشد و تخصیص و توزیع مناسب مواد فتوسنتزی به ریشه است، لذا کشت به موقع این گیاه اهمیت بسیار زیادی دارد. تسریع در رشد گیاه را می توان در شرایط کنترل شده با کاربرد کشت در خزانه و انتقال آن به زمین اصلی در زمان مناسب که خطر سرمای دیررس زمستانه و مشکل کمبود آب برطرف شده امکان پذیر کرد. تحقیق حاضر به منظور مقایسه و بررسی صفات کمی و کیفی ارقام چغندرقند در دو روش کشت نشایی و بذری (خطی) و تاریخ های مختلف کاشت درمنطقه آذربایجان غربی صورت گرفت.

    مواد و روش ها: 

    به منظور بررسی صفات کمی و کیفی چغندرقند در دو روش کشت نشایی و مستقیم بذری (خطی) با استفاده از ارقام (دوروتی، ایزابلا و اکباتان) درمنطقه آذربایجان غربی آزمایشی به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در سه تاریخ کشت (10، 20 و 30 فروردین) در دو منطقه میاندوآب و بوکان در سال 1395 اجرا شد. صفات مورد مطالعه شاخص کلروفیل، شاخص سطح برگ، محتوی نسبی آب برگ، ضریب استحصال قند، تعداد ریشه منشعب، عملکرد ریشه و عملکرد قند خالص بودند.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد بین دو سیستم کشت مستقیم و نشایی از لحاظ اثر بر کلیه صفات مورد بررسی به غیر از شاخص کلروفیل برگ در سطح احتمال یک درصد اختلاف معنی دار وجود داشت. اثر زمان کاشت و نوع رقم بر کلیه صفات مورد بررسی در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. اثر متقابل زمان کاشت در سیستم کشت بر محتوی آب نسبی برگ، تعداد ریشه های منشعب، ضریب استحصال قند، عملکرد ریشه و عملکرد قند خالص در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. اثر متقابل رقم در تاریخ کاشت بر محتوی نسبی آب برگ در سطح احتمال یک درصد و عملکرد ریشه در سطح احتمال پنج درصد معنی دار بود. نتایج مقایسه میانگین تیمارها نشان داد در مقایسه بین زمان های کشت بالاترین شاخص کلروفیل برگ (87/36) به تاریخ کشت 10 فروردین اختصاص داشت. در بین ارقام مورد بررسی رقم خارجی دوروتی بیشترین شاخص کلروفیل برگ (39/27)، شاخص سطح برگ (72/4)، ضریب استحصال قند (57/81 درصد) و عملکرد قند خالص (39/8 تن در هکتار) را به خود اختصاص داد. بالاترین شاخص سطح برگ (72/5)، محتوی نسبی آب برگ (59/78 درصد)، ضریب استحصال قند (12/78 درصد)، تعداد ریشه منشعب (57/8)، عملکرد ریشه (58/62 تن در هکتار) و عملکرد قند خالص (50/9 تن در هکتار) به کشت نشایی در زمان کاشت 10 فروردین اختصاص داشت. بالاترین محتوی آب نسبی برگ (30/72 درصد) و عملکرد ریشه (64/62 تن در هکتار) نیز در تیمار اثر متقابل زمان کاشت در رقم ، به رقم دوروتی در زمان کاشت 10 فروردین اختصاص داشت.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج تحقیق حاضر رقم دوروتی در مقایسه با دو رقم دیگر از خصوصیات کمی و کیفی بالاتری برخوردار بود استفاده از این رقم در هر دو منطقه مورد بررسی می تواند قابل توصیه باشد. همچنین کاشت زود هنگام ارقام در 10 فروردین به صورت نشایی از عملکرد ریشه و عملکرد قند خالص بالاتری برخوردار بود. می توان نتیجه گرفت کشت به صورت زود هنگام و نشایی به دلیل استقرار بهتر و همچنین انطباق حداکثر شاخص سطح برگ با مطلوبترین دما و شرایط محیطی موجب بهبود خصوصیات کمی و کیفی چغندر قند می شود.

    کلیدواژگان: زمان کشت، شاخص کلروفیل برگ، عملکرد قند خالص، کشت نشائی
  • امید الستی*، ابراهیم زینلی، افشبن سلطانی، بنیامین ترابی صفحات 41-60

    مقدمه :

    جو (Hordeum vulgare) سازگاری بسیار خوبی به خشکی و شوری به عنوان مهم ترین عوامل محدود کننده تولید گیاهان زراعی در ایران دارد. این سازگاری به علاوه کاربرد گسترده این گیاه در تغذیه دام، موجب کشت سالانه حدود 77/1 میلیون هکتار جو شده است که حدود 04/1 میلیون هکتار آن دیم است. مطالعات گذشته حاکی از وجود اختلاف قابل توجه بین عملکرد واقعی گیاهان زراعی و عملکرد پتانسیل آن ها می باشد که میزان آن به چگونگی مدیریت مزرعه بستگی دارد. در واقع، خلا عملکرد ظرفیت افزایش تولید گیاهان زراعی از طریق بهینه سازی عملیات مدیریت تولید را نشان می دهد. مطالعه حاضر با هدف برآورد خلا عملکرد و تولید جو در شرایط دیم در ایران، به عنوان اولین قدم برای برنامه ریزی به منظور افزایش پایدار تولید این گیاه زراعی مهم انجام شد.

    مواد و روش ها

    این مطالعه بر اساس دستورالعمل اطلس جهانی خلا عملکرد (گیگا) انجام شد. تعیین مناطق اقلیمی اصلی زیر کشت جو دیم به عنوان نخستین گام در مطالعه حاضر، با استفاده از نقشه های پهنه بندی اقلیمی گیگا، پراکنش زمین های زیر کشت جو دیم و لایه ایستگاه های هواشناسی کل کشور انجام پذیرفت. پس از تعیین مناطق اقلیمی اصلی (DCZ) و ایستگاه های هواشناسی مرجع (RWS)، اطلاعات 15 سال زراعی (1394- 1379) شامل مدیریت زراعی، هواشناسی و خاک در هر منطقه جمع آوری شد. این اطلاعات برای برآورد مقادیر عملکرد پتانسیل در سطح ایستگاه های مرجع کشت جو دیم به عنوان یکی از مولفه های محاسبه مقدار خلا عملکرد مورد نیاز است. برآورد پتانسیل عملکرد دانه جو توسط مدل SSM-iCrop2 با استفاده از داده های 15 ساله مذکور صورت پذیرفت. همچنین، اطلاعات عملکرد واقعی در سطح ایستگاه ها به عنوان یکی دیگر از مولفه های تخمین خلا عملکرد جمع آوری شد. در نهایت، با استفاده از دستورالعمل گیگا، مقادیر خلا عملکرد دانه جو به ترتیب برای RWSها، DCZها و کل کشور برآورد شد.

    یافته ها

    در مطالعه حاضر، 17 منطقه اقلیمی اصلی به عنوان مناطق اصلی کشت جو دیم در ایران شناسایی شدند که 38 ایستگاه هواشناسی مرجع در آن ها قرار دارد. طبق نتایج، پتانسیل عملکرد جو دیم در مناطق اقلیمی اصلی با میانگین 2723 کیلوگرم در هکتار بین 1072 تا 4002 کیلوگرم در هکتار متغیر است. همچنین، عملکردهای واقعی محاسبه شده در DCZها 390 تا 1510 و به طور متوسط 1009 کیلوگرم در هکتار بود. در مناطق اصلی تولید جو دیم ایران از 615 تا 3125 کیلوگرم در هکتار و به طور متوسط 1714 کیلوگرم در هکتار معادل 53 تا 82 درصد (به طور متوسط 63 درصد) خلا عملکرد وجود دارد. بنابراین، با در نظر گرفتن 80 درصد از پتانسیل عملکرد به عنوان عملکرد قابل دست یابی، می توان از طریق بهینه سازی عملیات مدیریت تولید، عملکرد جو دیم کشور را از 1009 کیلوگرم در هکتار فعلی به 2178 کیلوگرم در هکتار افزایش داد. بر اساس این یافته ها، در صورت افزایش عملکرد به سطح عملکرد قابل حصول میزان تولید جو کشور در شرایط دیم از 05/1 میلیون تن فعلی به 26/2 میلیون تن خواهد رسید که می تواند میزان واردات جو از سایر کشورها را به میزان 22/1 میلیون تن کاهش دهد.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج این مطالعه، 85 درصد از جو دیم کشور در 17 منطقه اقلیمی مختلف تولید می شود. با توجه به وجود بیش از 50 درصد خلا عملکرد (1714 کیلوگرم در هکتار (معادل 63 درصد)) در سطح مزارع جو دیم کشور، با در نظر گرفتن 80 درصد از این خلا عملکرد به عنوان خلا قابل مدیریت، تولید جو دیم در ایران 22/1 میلیون تن می تواند افزایش یابد که به لحاظ اقتصادی و امنیت غذایی برای کشور حایز اهمیت است. دستیابی به عملکرد پتانسیل در سطح مزارع کشاورزان با توجه به محدودیت های موجود امکان پذیر نیست، اما نزدیک شدن به عملکرد قابل حصول با بهبود شرایط مدیریت زراعی می تواند هدف دست یافتنی در شرایط حاضر به حساب بیاید.

    کلیدواژگان: پتانسیل عملکرد، عملکرد واقعی، گیگا، مناطق اقلیمی
  • دانیال قاسمی*، لطفعلی دولتی، فرید شکاری صفحات 61-70
    سابقه و هدف

    دانه‎ های روغنی بخش مهمی از تولید محصولات کشاورزی را شامل می‎شوند که علاوه بر مصارف صنعتی از لحاظ تغذیه ای نیز اهمیت بسزایی دارند. در میان برنامه های کاربردی متعدد، استفاده از روغن های گیاهی به غیر از آشپزی در ساخت محصولات آرایشی و بهداشتی، پلاستیک، روان کننده ها و عایق برای صنعت برق و سوخت های زیستی (در جهت کاهش انتشار گازهای گلخانه ای)، از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. کلزا یکی از مهمترین دانه های روغنی است که مقام سوم را پس از سویا و نخل های روغنی را به خود اختصاص داده است. روغن کلزا دارای کمتر از 2 درصد اروسیک اسید و سطح پایین اسید های چرب اشباع می باشد که به سطح کلسترول در خون کمک می کند. این پژوهش به منظور بررسی اثر پرایمینگ بذرهای کلزا با سالیسیلیک اسید در عملکرد و اجزای عملکرد در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان انجام گردید.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 4 تیمار در سال زراعی 94-1393 انجام گردید. تیمارهای این پژوهش شامل غلظت های شاهد (فقط آب مقطر)، 50، 75 و 100 میکرومولار سالیسیلیک اسید بود. بذرها به مدت 12 ساعت در محلول سالیسیلیک اسید خیسانده شدند، سپس بذرها از محلول خارج و برای بازگرداندن به حالت اولیه قبل از تیمار با سالیسیلیک اسید مورد هوادهی قرار گرفتند. بذرها برای کشت به مزرعه تحقیقاتی انتقال و سپس در چهار کرت به تعداد تیمار های پژوهش و در پنج تکرار کاشته شدند. همچنین، برای حذف اثر حاشیه و ارزیابی صفات به طور تصادفی 7 بوته در ردیف وسط هر کرت علامت گذاری گردید. به منظور اندازه گیری صفات، 15 روز پس از رسیدن فیزیولوژیکی کلزا صفات مربوطه اندازه گیری و ارزیابی گردیدند.

    یافته ها

    نتایج پژوهش نشان داد که پرایم کردن بذرها با سالیسیلیک اسید موجب بروز اختلاف معنی‏ داری بر عملکرد و اجزای عملکرد و صفات وابسته گردید. به طوری که تیمارهای 75،50 و 100 میکرومولار سالیسیلیک اسید باعث افزایش معنی دار تعداد ساقه فرعی، تعداد غلاف پر در بوته، طول اندام هوایی و وزن خشک آن، طول غلاف و تعداد دانه در غلاف، وزن دانه در ساقه های اصلی و فرعی، وزن کل دانه در بوته و وزن خشک ریشه نسبت به تیمار شاهد گردیدند. در مقابل، اثر معنی داری در پرایم بذر با سالیسیلیک اسید روی تعداد غلاف خالی و وزن هزار دانه کلزا مشاهده نگردید.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان داد که پرایمینگ بذر با سالیسیلیک اسید می تواند باعت افزایش در اجزای عملکرد و عملکرد کلزا گردد که ناشی از اثر سالیسیلیک اسید بر روی تعداد غلاف در بوته و تعداد دانه در غلاف می باشد. همچنین از یک سو ارتفاع بوته و از سوی دیگر تعداد شاخه فرعی در بوته با کاربرد سالیسیلیک اسید افزایش پیدا کرد. افزایش در طول اندام هوایی ضمن این که فضای بیشتری برای توسعه اندام‏ های زایشی می ‏دهد، امکان افزایش شاخص سطح برگ و احتمال کربن‏گیری بیشتر را نیز بوجود می ‏آورد.

    کلیدواژگان: اجزای عملکرد، پیش تیمار، سالیسیلیک اسید، عملکرد، کانولا
  • بهرام مسعودی*، محمد عباسعلی، احمد آئین، صابر سیف امیری صفحات 71-84
    سابقه و هدف

    کنجد یک گیاه روز کوتاه به شمار می رود و به نور، گرما و تنش های رطوبتی حساس می باشد و از نظر عملکرد در سال ها و مکان های مختلف دارای تغییرات گسترده ای می باشد. یک رقم تجاری برای اینکه از لحاظ تجاری بتواند موفق باشد بایستی عملکرد بسیار خوبی در طیف وسیعی از شرایط کشاورزی و اقلیمی داشته باشد. بخش قابل توجهی از کارهای بهنژادی محققان مختلف در سراسر جهان در مورد برآورد اثرمتقابل ژنوتیپ در محیط از طریق انجام آزمایشات چندمکانی تکرار دار می باشد.

    مواد و روش ها

    به منظور شناسایی ژنوتیپ های با عملکرد بالا و پایدار و توصیه بهترین این ژنوتیپ ها برای مناطق مختلف کشت کنجد به منظور تقویت تولید کنجد در این مناطق، تعداد 36 توده بومی کنجد (دریافت شده از بانک ژن ملی موسسه اصلاح و تهیه نهال و بذر) در سه منطقه کرج، مغان و جیرفت در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به مدت دو سال زراعی (1397-1396) کشت شدند. هر ژنوتیپ در 3 خط 5/1 متری با فاصله دو بوته روی هر خط 8-7 سانتی متر و فاصله بین دو ردیف 60 سانتی متر کشت گردید. در پایان دوره رشد و پس از رسیدگی فیزیولوژیکی عملکرد دانه هر ژنوتیپ برآورد و بر اساس کیلوگرم در هکتار گزارش شد. نتایج مربوط به عملکرد دانه ارقام برای هر منطقه بطور جداگانه مورد تجزیه واریانس قرار گرفت و در ادامه عملکرد دانه ارقام برای کلیه مناطق و سال ها مورد تجزیه واریانس مرکب قرار گرفت. سپس از آماره های تک متغیره ضریب رگرسیون، واریانس انحراف از رگرسیون، واریانس پایداری شوکلا و اکووالانس ریک برای ارزیابی میزان پایداری عملکرد دانه ژنوتیپ ها استفاده شد. و در نهایت به منظور تحلیل بهتر اثرات متقابل ژنوتیپ با محیط از تجزیه مدل GGE بای پلات استفاده گردید.

    یافته ها

    نتایج تجزیه مرکب داده ها حاکی از معنی دار بودن اثر مکان، سال، ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ با مکان و سال برای عملکرد دانه بود. نتایج نشان داد که عملکرد دانه به میزان زیادی تحت تاثیر فاکتورهای محیطی قرار می گیرند. بر اساس کلیه پارامترهای پایداری مورد محاسبه ژنوتیپ شماره 10 انتخاب شد که دارای عملکرد بیشتر از میانگین کل، اکووالانس ریک و واریانس پایداری شوکلا پایین تر، ضریب رگرسیون معادل یک و کمترین واریانس انحراف از خط رگرسیون بود. این نتیجه دقیقا در تجزیه بای پلات نیز مورد تایید قرار گرفت. از دیگر ژنوتیپ های پایدار و با میانگین عملکرد بالا می توان به 11، 9، 8 و 7 اشاره نمود.

    نتیجه گیری کلی:

     ژنوتیپ شماره 10 که یک توده بومی از منطقه حاجی آباد هرمزگان می باشد، نوسانات کمتری را در محیط های مورد آزمون نشان داده است و از نظر میانگین عملکرد نیز در جایگاه مناسبی نسبت به سایر ژنوتیپ ها قرار داشته و می توان از پتانسیل آن در برنامه های اصلاحی آتی استفاده نمود. کلمات کلیدی: اثر متقابل ژنوتیپ -محیط، پارامترهای پایداری، توده های بومی، کنجد

    کلیدواژگان: اثر متقابل ژنوتیپ -محیط، پارامترهای پایداری، توده های بومی، کنجد
  • پیمان شریفی*، عبدالرحمان عرفانی، علی محدثی، ابوذر عباسیان، هاشم امین پناه، محمد مهدی یوسفی، مهران سعیدی صفحات 85-106

    سابقه و هدف:

     برنج یکی از مهمترین گیاهان زراعی است و در ایران دومین محصول زراعی پس از گندم به شمار می رود. عملکرد دانه برنج به شدت تحت تاثیر محیط قرار می گیرد و به نژادگران اغلب پایداری ژنوتیپ های با عملکرد بالا را در محیط ها پیش از معرفی به عنوان یک رقم می سنجند. وفق پذیری ژنوتیپ های برنج نسبت به شرایط محیطی برای سازگاری تولید محصول در سال ها و مکان های مختلف مهم است. هدف از این مطالعه، شناسایی لاین های برتر از نظر عملکرد دانه و پایداری عملکرد از بین نه لاین برگزیده برنج از آزمایش مقدماتی عملکرد دانه است.

    مواد و روش ها

    تعداد نه لاین حاصل از تلاقی بین لاین های موسسه تحقیقات بین المللی برنج (IRRI) و ارقام اصلاح شده و بومی ایرانی و منتج از آزمایش مقدماتی عملکرد سال زراعی 88-1387، به همراه رقم شاهد شیرودی، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار در سه منطقه تنکابن، آمل و گرگان طی سه سال زراعی 91-1388 ارزیابی شدند. تجزیه پایداری با واریانس محیطی (S2i)، ضریب تغییرات (CVi)، واریانس (2i) و واریانس انحراف (S2) شوکلا، اکووالانس ریک (Wi)، ضریب رگرسیون (bi)، ضریب تشخیص (R2)، تجزیه واریانس ابرهارت-راسل، آماره پایداری عملکرد(YSi) و روش های ناپارامتری (1)Si، ((2)Si، TOP و میانگین و انحراف معیار رتبه انجام شد.

    یافته ها

    تجزیه واریانس ساده عملکرد دانه گویای تفاوت های ژنتیکی بین ژنوتیپ ها بود. تجزیه واریانس مرکب داده های آزمایش، پس از آزمون بارتلت و معنی دار نشدن آن و اطمینان از یکنواختی خطاهای آزمایشی، انجام گرفت. نتایج نشان داد که اثرات ژنوتیپ، سال، مکان و اثرات متقابل ژنوتیپ × سال، ژنوتیپ × مکان و ژنوتیپ × سال × مکان معنی دار شدند. مقایسه میانگین های 10 ژنوتیپ نشان داد که ژنوتیپ های 2، 5 و 4 از نظر عملکرد به ترتیب با 1/6528، 1/6495 و 1/6450 کیلوگرم در هکتار دانه در یک گروه قرار گرفتند و بیشترین عملکرد دانه را تولید کردند. همچنین تجزیه واریانس صفات زراعی گویای اثر معنی دار ژنوتیپ بر صفات ارتفاع بوته، تعداد پنجه، تعداد دانه خالی، تعداد دانه پر، طول خوشه و وزن هزار دانه بود. بر اساس روش های پارامتری پایداری، ژنوتیپ های 5، 3، 10 و 2 پایدار بودند. بر اساس شاخص عملکرد دانه و پایداری (YSi)، ژنوتیپ های 2، 3، 4، 5 و 10 دارای پایداری عملکرد دانه بالاتری بودند. همچنین بر اساس شاخص ناپارامتری TOP، ژنوتیپ های 4، 10، 1، 2 و 5 و بر اساس دو معیار و ، ژنوتیپ های 1 و 5 پایدارترین ژنوتیپ ها بودند. همبستگی بین شاخص ها نشان داد که استفاده از تعدادی از آن ها چندان نیاز نیست و برخی از آنها که همبستگی بالایی با یکدیگر دارند، را می توان از تجزیه ها حذف کرد.

    نتیجه گیری

    در مجموع، ژنوتیپ 5 [شماره 16 از (8948 A)3-2-153-64669IR ×(4سورینام×دیلمانی)] در تمام روش های پایداری و ژنوتیپ های 2، 3، 4 و 1 در برخی دیگر از روش ها، پایدار بودند. از این رو، این ژنوتیپ به دلیل داشتن عملکرد دانه بیشتر نسبت به همه ژنوتیپ ها به جز ژنوتیپ 2، ارتفاع بوته کم، تعداد پنجه، دانه پر و وزن هزار دانه زیاد و همچنین داشتن بوته های یکنواخت تر و تیپ بهتر دانه ها می تواند به عنوان ژنوتیپ برتر انتخاب و در آزمایش های به زراعی بررسی شود.

    کلیدواژگان: برنج، تنش، سازگاری، عملکرد، کیفیت
  • حامد علی چور کندری، احمد ارزانی* صفحات 107-118

    سابقه و هدف:

     با توجه به نیاز روزافزون به مواد غذایی به لحاظ افزایش جمعیت و محدود بودن زمین های قابل کشت، نقش افزایش تولید از طریق اصلاح نباتات بدیهی است. گندم (Triticum spp.) به دلیل سازگاری به محیط های گوناگون به عنوان یک منبع مهم مواد غذایی در جهان شناخته می شود. تریتیکاله (X. Triticosecale Witmack) با سازگاری بالا به شرایط تنش های ژنده و غیرزنده قادر به تولید حتی در خاک های ضعیف و کم نهاده است. هتروزیس پدیده طبیعی است که وابسته به ماهیت گونه و تنوع ژنتیکی والدین بوده و به افزایش بنیه هیبرید نسبت به والدین اطلاق می شود، که می توان با بهره برداری از آن تولید محصول را افزایش داد.. از آنجاییکه استفاده از هتروزیس با ایجاد ارقام هیبرید یکی از راه کارهای امید بخش برای افزایش عملکرد گندم است، امکان بهره برداری از ظرفیت هیبرید گندم برای تامین پایدار غذایی بشر افزایش یافته است. بنابراین مطالعه حاضر با هدف برآورد هتروزیس و همچنین ارزیابی ضریب تغییرات فنوتیپی، ژنتیکی و برآورد وراثت پذیری اجرا گردید.

    مواد و روش ها

    جمعا 79 ژنوتیپ مشتمل بر 19 ژنوتیپ گندم نان، 3 ژنوتیپ گندم دوروم، 4 ژنوتیپ تریتیکاله به همراه 53 هیبرید F1 حاصل از تلاقی آنها در این مطالعه استفاده شد. صفات مورفولوژیک به همراه عملکرد و اجزاء عملکرد شامل ارتفاع بوته، تعداد سنبله در بوته، تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله، وزن هزار دانه و عملکرد دانه در بوته اندازه گیری شد. برآورد هتروزیس در هیبریدهای مورد مطالعه بر اساس میانگین والدین و والد برتر محاسبه شد. پس از انجام تجزیه واریانس برآورد ضریب تغییرات فنوتیپی، ضریب تغییرات ژنتیکی و وراثت پذیری عمومی انجام شد.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس تفاوت معنی داری را میان ژنوتیپ ها از لحاظ صفات مورد بررسی نشان داد. میانگین مربعات والدها در برابر هیبریدها برای تمام صفات معنی دار بود، که نشان از بروز هتروزیس در صفات مورد مطالعه بوده است. هیبرید حاصل از تلاقی Long spike 2×Sirvan دارای کمترین میزان هتروزیس برای ارتفاع بوته نسبت به میانگین والدین و والد برتر بود. بیشترین میزان هتروزیس از نظر صفت عملکرد دانه در بوته، به هیبرید حاصل از تلاقی Long spike 5×Roshan) تعلق داشت. برآورد هتروزیس نسبت به میانگین والدین برای عملکرد دانه دامنه ای بین 34/25 و. 41/25- داشت که نشاندهنده تنوع بالای والدین در ایجاد 53 هیبرید مورد مطالعه بوده است.

    نتیجه گیری:

     با توجه به تنوع مشاهده شده در این پژوهش که نشان دهنده وجود هتروزیس در صفات مورد مطالعه است و همچنین وراثت پذیری بالا در صفات می توان به راه کارهای ایجاد هیبرید و یا روش های مبتنی بر انتخاب و بهره برداری از تنوع موجود برای پیشرفت نسل های در حال تفکیک در راستای ایجاد ارقام جدید اقدام نمود.

    کلیدواژگان: تنوع، هتروزیس، وراثت پذیری، گندم، تریتیکاله
  • سرور خرم دل*، مهدی نصیری محلاتی، مینا هوشمند، محمدجواد مصطفوی صفحات 119-140

    مدلسازی سطح- پاسخ (RSM) روش آماری برای بهینه سازی چند فاکتور است که با استفاده از ترکیب تیمارها شرایط بهینه عوامل تولید را تعیین می کند (5،10،11). در این مطالعه، اثر کاربرد کودهای نیتروژن و فسفر بر عملکرد، اجزای عملکرد و خصوصیات کیفی دانه گندم با استفاده از مدلسازی سطح- پاسخ مورد مطالعه قرارگرفت.

    مواد و روش ها: 

    این آزمایش با 13 تیمار و دو تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال زراعی 95-1394 انجام شد. تیمارها بر اساس سطح پایین و بالای نیتروژن (به ترتیب با صفر و 400 کیلوگرم اوره در هکتار) و فسفر (به ترتیب با صفر و 100 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار) تعیین شدند. عملکرد بیولوژیکی، عملکرد دانه، شاخص برداشت، خصوصیات رشد و اجزای عملکرد (شامل تعداد پنجه در متر مربع، ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد دانه در خوشه، وزن دانه درخوشه، وزن دانه دربوته، تعداد خوشه در بوته، وزن خوشه در بوته و وزن خشک ساقه در متر مربع) و خصوصیات کیفی دانه (درصد نیتروژن، درصد پروتئین و درصد فسفر) به عنوان متغیر وابسته مورد اندازه گیری قرار گرفتند و تغییرات این متغیرها با استفاده از مدل رگرسیونی ارزیابی شد. به منظور ارزیابی کیفیت مدل از آزمون عدم برازش استفاده شد. بسندگی مدل با آنالیز واریانس مورد ارزیابی قرار گرفت. کیفیت مدل با استفاده از ضریب تبیین (R2) ارزیابی شد. در نهایت، مقادیر بهینه کودهای نیتروژن و فسفر بر اساس سه سناریوی اقتصادی، زیست محیطی و اقتصادی- زیست محیطی محاسبه شد.

    نتایج

    نتایج نشان داد که اثر جزء خطی بر شاخص برداشت، طول خوشه، اجزای عملکرد (شامل وزن دانه در بوته، تعداد خوشه در بوته، وزن خوشه در بوته و تعداد پنجه در متر مربع) و درصد نیتروژن و درصد پروتئین دانه معنی دار بود. اثر جزء درجه دو کامل عملکرد بیولوژیکی، عملکرد دانه، تعداد پنجه در متر مربع، وزن دانه در بوته و وزن خوشه در بوته، درصد نیتروژن، پروتئین و فسفر دانه و اثر متقابل ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد دانه در خوشه و درصد نیتروژن دانه را به طور معنی داری تحت تاثیر قرار داد. آزمون عدم برازش در مورد هیچ یک از صفات مورد مطالعه معنی دار نبود که نشان دهنده برازش مطلوب مدل رگرسیون درجه دو کامل می باشد. بالاترین مقدار مشاهده شده و پیش بینی شده عملکرد دانه به ترتیب برای تیمارهای 400 کیلوگرم اوره در هکتار+100 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار و 200 کیلوگرم اوره در هکتار+50 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار با 54/717 و 89/594 گرم در متر مربع بدست آمد. بیشترین مقدار مشاهده شده و پیش بینی شده درصد نیتروژن دانه (به ترتیب با 72/1 و 62/1 درصد) و درصد پروتئین دانه (به ترتیب با 76/10 و 02/10 درصد) برای تیمار 400 کیلوگرم اوره در هکتار+50 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل مشاهده شد. در سناریوی اقتصادی-زیست محیطی عملکرد دانه و درصد نیتروژن و درصد فسفر دانه همزمان مد نظر قرار گرفت و مقادیر بهینه کودهای نیتروژن و فسفر به ترتیب برابر با 41/141 کیلوگرم اوره و بدون فسفر بدست آمد.

    نتیجه گیری: 

    افزایش مصرف کودهای نیتروژن و فسفر تا سطح بهینه موجب افزایش عملکرد و خصوصیات کیفی دانه شد. بهینه سازی عناصر غذایی موجب افزایش جذب و بهبود عملکرد در نظام های تولید گندم می شود و کاهش وابستگی به نهاده های خارجی همچون کودهای شیمیایی که افزایش هزینه ها و تشدید آلودگی-های زیست محیطی را به دنبال دارد. بهینه سازی عناصر غذایی خاک اطلاعاتی را در مورد پایداری سیستم های زراعی و پتانسیل آلودگیهای زیست محیطی فراهم میکند. به طور کلی، بهینه سازی مصرف عناصر غذایی ابزاری سودمند است که به طور گسترده ای در کشاورزی مدرن مورد استفاده قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: آزمون عدم برازش، پایداری سیستم های زراعی، ضریب تبیین، مدل رگرسیون
  • فاطمه شریعتی نیا، آرمان آذری، اصغر رحیمی، آزاده جعفری، شهاب مداح حسینی* صفحات 141-158

    سابقه و هدف:

     شوری‎ ‎یکی‎ ‎از‎ ‎مهمترین‎ ‎تنش های‎ ‎محیطی‎ ‎است‎ ‎که‎ ‎در‎ ‎مناطق‎ ‎خشک‎ ‎دنیا‎ ‎نظیر‎ ‎ایران‎ ‎تولید‎ ‎محصول‎ ‎را‎ ‎محدود‎ ‎می-‏نماید. به منظور برآورده کردن نیازهای غذایی جمعیت در حال رشد جهان، استفاده از زمین های حاشیه ای که معمولا قدرت باروری ‏پایینی دارند و به درجات مختلفی تحت تاثیر تنش های عناصر غذایی، شوری و... هستند، برای تولید محصولات جایگزین بدون ‏کاهش چشمگیر در ارزش اقتصادی محصول اصلی، راهکاری عملی به نظر می رسد. منداب (‏Eruca sativa‏) به عنوان یکی از ‏گیاهان بسیار کهن بومی خاورمیانه سازگاری بسیار بالایی به شرایط گرم و خشک این منطقه دارد. این گیاه می تواند به عنوان کود ‏سبز یا گیاه پوششی نقش مهمی در حفاظت خاک در زمین های آیش و همچنین برنامه های تناوب داشته باشد. با این حال دانش ‏چندانی در مورد تحمل به شوری منداب در مرحله جوانه زنی و مراحل رشدی و گیاه کامل وجود ندارد. این آزمایش با هدف ‏بررسی واکنش شاخص های جوانه زنی و اجزا عملکرد چند اکوتیپ محلی منداب به شوری و شناسایی اکوتیپ های متحمل به ‏شوری به منظور استفاده در برنامه های به نژادی احتمالی انجام شد

    مواد و روش ها

    این پژوهش در چارچوب دو آزمایش جداگانه انجام شد. در آزمایش اول در چارچوب طرح کاملا تصادفی ‏به صورت فاکتوریل دو عاملی و با چهار تکرار، درصد و سرعت جوانه زنی و بنیه بذر هفت اکوتیپ محلی گردآوری شده از دو ‏استان کرمان و فارس به نام های سیرجان، بردسیر، ریگان، شهداد، آباده، دهمورد و درجوه در شوری های شاهد (آب مقطر)، 3، 6، ‏‏9، 12، 15 و 18 ‏دسی زیمنس بر متر اندازه گیری شد. در آزمایش دوم در چارچوب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور و سه تکرار ‏همان اکوتیپ ها در شرایط نیمه مزرعه ای درون باکس های سیمانی و در خاکی غیرشور (8/1 دسی زیمنس بر متر) کاشته شدند و تا ‏مرحله چهار برگی با آب شهر آبیاری شدند. سپس اعمال شوری با آب شور برای رسیدن به سطح شوری 4، 8 و 12 دسی زیمنس ‏بر متر انجام شد. در هر دو آزمایش شوری با حل کردن غلظتهای مختلف نمک کلرید سدیم در آب بدست آمد. در پایان فصل ‏رشد عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت به همراه ارتفاع ساقه و تعداد دانه در خورجین اندازه گیری شدند. برخی ‏شاخص های تنش، برای اکوتیپ ها محاسبه شد و بر اساس تحلیل همبستگی و بای پلات نتایج تفسیر شد. ‏

    یافته ها

    در همه اکوتیپ ها، درصد و سرعت جوانه زنی و همچنین بنیه گیاهچه با افزایش شوری از سطح شاهد به 18 دسی زیمنس ‏برمتر کاهش یافت اما از این لحاظ بین اکوتیپ ها تفاوت قابل توجهی وجود داشت. سرعت جوانه زنی و بنیه گیاهچه در اثر ‏تیمارهای شوری بسیار بیشتر از درصد جوانه زنی کاهش یافتند. بر اساس روش نمره دهی، سیرجان، درجوه و بردسیر به ترتیب ‏به عنوان اکوتیپ های برتر، متوسط و ضعیف از نظر تحمل به شوری شناسایی شدند. در آزمایش نیمه مزرعه ای واکنش اکوتیپ ها ‏بسیار متفاوت بود و اکوتیپ شهداد هم در شرایط شاهد و هم در شوری 12 دسی زیمنس بر متربالاترین عملکرد دانه و بیولوژیک را ‏نشان داد. از نظر مقدار عددی اکوتیپ شهداد و درجوه به ترتیب بیشترین و کمترین مقدارهای ‏STI، ‏GMP، ‏HM‏ و ‏MP‏ را به خود ‏اختصاص دادند. تحلیل بای پلات نیز نشان داد که شهداد بیشترین عملکرد دانه و کمترین حساسیت به شوری را دارد.‏

    نتیجه گیری

    تنوع ژنتیکی قابل توجهی بین اکوتیپ ها از نظر تحمل به شوری در مرحله جوانه زنی و گیاه کامل مشاهده شد. با ‏این حال واکنش اکوتیپ ها در این دو مرحله متفاوت بود که نشان می دهد سازوکارهای تحمل به شوری در مراحل نموی مختلف ‏متفاوت است و ممکن است ارتباط نزدیکی با مبداء جغرافیایی - اقلیمی بذر نداشته باشد. بر اساس نتایج به نظر می رسد منداب در ‏گروه گیاهان نیمه متحمل به شوری قرار داشته باشد و از این رو امکان کشت وکار آن به عنوان گیاه فرعی در برخی از خاک های ‏شور وجود داشته باشد.‏

    کلیدواژگان: بایپلات، تحمل، جوانه زنی، شاخص تنش، عملکرد
  • فرهاد دهقانی*، حامد رضایی صفحات 159-178

    سابقه و هدف:

     کینوا (Chenopodium quinoa) گیاه هالوفیت اختیاری می باشد که برای کشت در اراضی شور نیز مورد توجه قرارگرفته است. اگر چه بیشتری مطالعات نیاز غذایی کینوا بر مدیریت مصرف نیتروژن متمرکز است ولی شرایط اقلیمی و تولید ارگانیک این گیاه در کشورهای مبداء مانند بولیوی و پرو، باعث شده گیاه از بقایای کود محصول قبلی استفاده کرده مدیریت مصرف کود اوره و سایر عناصر پرمصرف و کم مصرف کمتر مورد بررسی قرار گیرد (19). در این شرایط مصرف بهینه کود خصوصا کودهای نیتروژنی به منظور جلوگیری از ورس، امکان برداشت مکانیزه و افزایش عملکرد اهمیت زیادی دارد. شرایط اقلیمی تاثیر بسیار زیادی در عملکرد کینوا دارد. مهمترین تنش در فلات مرکزی علاوه بر شوری، تنش گرما در دوره گرده افشانی و پرشدن دانه است که موجب کاهش شدید عملکرد می-شود (21). هدف از این آزمایش مدیریت بهینه کود نیتروژن در شرایط متغیر محیطی است.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تعیین نیاز کودی کینوا در شرایط نرمال و تنش گرما در دوره گرده افشانی آزمایشی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در ایستگاه تحقیقات شوری صدوق یزد انجام شد. ترکیبات تیماری شامل 9 تیمار با مقادیر مختلف نیتروژن (50، 100، 150 و 200 کیلوگرم اوره در هکتار) و تقسیط (دو تقسیط هنگام کشت و اوایل غنچه دهی و سه تقسیط هنگام کاشت، اوایل غنچه دهی و اوایل گلدهی) بعلاوه یک تیمار شاهد بدون مصرف کود در سه تکرار بود. کشت کینوا رقم تیتیکاکا در تاریخ 11 شهریور 1396 و 16 مرداد 1397 انجام گردید. شوری آب آبیاری بعد از کشت dS/m 8 و سپس هر دو هفته یکبار با آب شوری dS/m 14 آبیاری شد. بعد از برداشت عملکرد و اجزای عملکرد و درصد نیتروژن دانه اندازه گیری شد. میزان کارایی مصرف نیتروژن، سودمندی جزیی، بازیافت نیتروژن مصرفی و میزان درجه روز رشد مورد نیاز هر مرحله رشدی محاسبه گردید. تجزیه داده ها در هر سال به دلیل معنی دار بودن آزمون بارتلت بطور جداگانه با نرام افزار SAS v9.1 انجام شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که سطح کاربرد تیمار کودی بر عملکرد و زیست توده تولیدی تاثیر معنی دار داشت. در سال اول بیشترین عملکرد دانه در سطح کود 200 کیلوگرم در هکتار با عملکرد 2 تن در هکتار بدست آمد. در سطوح پایان کودی کارایی جذب و میزان بازیافت نیتروژن مصرفی بیشتر بود و تیمارهای سه تقسیط بهتر از دو تقسیط بود. در سطوح بالای کود تاثیر تقسیط کمتر از سطوح پایین تر کود بود. میزان برداشت نیتروژن در دسترس در تیمار شاهد 8/2 و در تیمار 200 کیلوگرم در هکتار 3/6 گرم در متر مربع بود. بیشترین کارایی بازیافت در تیمار 50 کیلوگرم و 3 تقسیط مشاهده شد. درصد نیتروژن دانه در شاهد بطورمعنی داری کمتر از تیمارهای کودی بود و بین تیمارهای کودی اختلاف معنی دار مشاهده نشد که نشان دهنده توانایی گیاه در کارایی بازیافت نیتروژن به دانه و حفظ درصد پروتئین در سیستم های کم نهاده تحت تنش شوری است. در سال دوم تنش گرما در دوره گرده افشانی موجب شد عملکرد دانه و میزان برداشت نیتروژن به ترتیب 62 و 59 درصد کاهش یابد. تاثیر تنش گرمایی در دوره گرده افشانی کینوا موجب کاهش کارایی استفاده از کود و کاهش شدید عملکرد شد ولی بر درصد نیتروژن دانه و وزن هزار دانه تاثیری نداشت.

    نتیجه گیری

    نیاز کودی، کارایی استفاده از کود و بازیافت نیتروژن دانه کینوا تحت تاثیر شرایط اقلیمی مختلف تغییر کرد، گرچه درصد نیتروژن تجمع یافته در دانه تغییر معنی داری نداشت، بنابراین نیاز است جهت رسیدن به نتیجه مطلوب مدیریت کودی در شرایط اقلیمی و خاکی متفاوت تعیین شود.

    کلیدواژگان: کود اوره، تقسیط، تنش، Chenopodium quinoa
  • مریم سلطانیان، مهدی نادری خوراسگانی*، علی تدین صفحات 179-196

    سابقه و هدف:

     زیست توده ارتباط حیاتی بین مصرف انرژی خورشیدی و عملکرد گیاه را فراهم می کند، بنابراین برآورد صحیح آن برای پایش دقیق رشد محصول و پیش بینی عملکرد بسیار مهم است و به مدیران کشاورزی برای بهبود مدیریت زمین های زراعی کمک می کند. در چند دهه اخیر، سنجش از دور به عنوان ابزاری برای تخمین پارامترهای بیوفیزیکی گیاه به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. توانایی فناوری سنجش از دور برای تخمین زیست توده گیاهی امید بخش، سریع، دوره ای و غیرمخرب است. بدین منظور، این تحقیق با هدف کاربرد فناوری سنجش از دور و مقایسه دو مدل آماری رگرسیون خطی چندگانه و شبکه عصبی مصنوعی برای برآورد زیست توده گندم زمستانه در شهرستان شهرکرد، استان چهارمحال و بختیاری در سال 1396 انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش به منظور برآورد زیست توده گیاه گندم به وسیله تصاویر ماهواره لندست 8، هشت مزرعه زیر کشت گندم زمستانه با مساحت بین 10 تا 60 هکتار در سراسر شهرستان شهرکرد، در نظر گرفته شد. سپس موقعیت 120 واحد نمونه-برداری به صورت تصادفی در مزارع مورد مطالعه توسط GPS تعیین گردید. واحدهای نمونه برداری به صورت مربع های 30×30 متری مطابق با پیکسل های لندست بود. هر یک از این واحدها، شامل 5 پلات 25/0 مترمربعی در چهار گوشه و مرکز مربع می باشد. درطی فصل رشد در تاریخ های 31 فروردین (20 آوریل)، 1 خرداد (22 می)، 2 تیر (23 ژوین) و 3 مرداد (25 ژولای) سال 1396 همزمان با عبور ماهواره لندست 8 به مزارع مراجعه و نمونه برداری انجام گردید. جمع آوری داده های میدانی شامل زیست توده اندام هوایی و شمارش تعداد بوته ها در هر پلات بود. سپس نمونه ها به آزمایشگاه منتقل گردیده و آون خشک و وزن شدند. همزمان داده-های مربوط به سنجش از دور ماهواره لندست 8 در این تاریخ ها به دست آمد و شاخص های گیاهی به کمک باندهای ماهواره ای محاسبه شد. در این بررسی زیست توده گندم با استفاده از 25 شاخص گیاهی و دو روش رگرسیون خطی چند متغیره و شبکه عصبی مصنوعی (Artificial Neural Network, ANN) برآورد شد. مدل شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون با چندلایه (پیش خور) طراحی شد و کارایی آن با نتایج مدل رگرسیون خطی چند متغیره مقایسه گردید. اعتبارسنجی و آزمون مدل ها و مقایسه نتایج این دو مدل با استفاده از آماره هایی نظیر ضریب تبیین (R2)، شاخص جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، و میانگین خطا (ME) انجام گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی با 83/0=R2 و g/m2 91/53=RMSE برای داده های آموزش و 85/0=R2 و g/m2 74/46=RMSE برای داده های آزمون و مدل رگرسیون خطی چند متغیره با 78/0=R2 و g/m2 68/65=RMSE زیست توده را برآورد کرده اند. در روش رگرسیون خطی چند متغیره، شاخص های EVI، CIgreen، PSRI، CRI، VARI و GNDVI به ترتیب موثرترین شاخص در تخمین میزان زیست توده محصول بودند. شاخص های GI، SAVI، ARVI، CRI، EVI، NDWI، MSR و NDVI به ترتیب بیشترین حساسیت را در رابطه با زیست توده گندم در مدل شبکه عصبی مصنوعی داشتند.

    نتیجه گیری

    یافته های پژوهش حاضر نشان داد که با بهره گیری از تصاویر ماهواره ای و توسعه مدل های آماری پارامتری و غیرپارامتری امکان برآورد زیست توده گندم زمستانه در منطقه مورد مطالعه وجود دارد. همچنین روش شبکه عصبی مصنوعی نسبت به روش رگرسیون خطی چندگانه صحت پیش بینی بهتری دارد و لذا استفاده از این روش به عنوان یک رهیافت مناسب در برآورد زیست توده گندم زمستانه پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: زیست توده، سنجش از دور، شاخص گیاهی، شبکه عصبی مصنوعی، گندم
|
  • Hossein Pourhadian, Afshin Soltani, Hassaan Mokhtarpour Pages 1-22
    Background and objective

    One of the most important factors in the production of high yield of plants is the presence of soil nutrient elements. Therefore, the accurate study of the amount of available elements such as macronutrients and micronutrients in soil is essential for the production of important products such as maize. For this purpose, preparing the soil fertility map of four basins agricultural in Golestan province was examined by Geographical Information System (GIS), Fuzzy logic and Analytic Network Process (ANP) for maize cultivation.

    Materials and methods

    This research was carried out in four basins of Qaresoo, Qarnabad, Mohammadabad and Zaringol in Golestan province. The information of 858 sampled points were used for the preparation of soil elements layers including K and P available, total N, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu and Mn available of the soil. First, the raster layer of each element was prepared in ArcGIS10.4 media by ordinary Kriging method in the agricultural lands of the study area. Then, with the help of fuzzy functions, each fuzzy standardization element map was prepared, the maps for each element were weighed using ANP and the soil fertility map was prepared by the layers' overlay the soil fertility map was prepared. In order to adapt the layers produced with the nutritional needs of maize, nutritional requirements of this plant were determined using the scientific resources. Finally, the final layer was divided into five categories of very high fertility, high, moderate, low and very low.

    Results

    The results showed, the fuzzy value of the agricultural land in the study area was between 0.30 and 0.78. 119771.47 ha, equivalent to 59.87% of the studied area, had a moderate fertility that was more in the middle part of the study area and 80212.65 ha, equivalent to 40.9% had low fertility that was more in the north and south. 84.24 ha, equivalent to 0.04 percent had high fertility and two categories of very low fertility and very high fertility had no share of the study area. Among the basins, Zaringol basin had the highest fertility and the Mohammadabad basin had the lowest fertility. The mean fuzzy value showed, the elements of Mn and K had the highest fuzzy value and the elements of Ca and Zn had the lowest fuzzy value, respectively. The elements of K, P, N, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu and Mn reduced the fertility value of the studied lands' area 69.38, 76.02, 96.98, 94.68, 47.81, 49.10, 96.98, 69.57 and 30.28%, respectively.

    Conclusion

    The results of the fertility zoning of the four studied basins with the help of fuzzy logic and ANP for maize cultivation showed, almost the entire study area (with the exception of 84.24 ha) faced with problems in terms of fertility. Zaringol basin was the most fertile basin for corn cultivation and Qaresoo, Qarnabad and Mohammadabad basins were in the next rank of fertility, respectively.

    Keywords: maize, Fertility, Fuzzy Logic, GIS, ANP
  • Shahrokh Pahlavanian Miandoab *, MohammadReza Dadashi, Touraj Mir Mahmoudi, Asiyeh Shahrooghbi, Hossen Adjam Norouzi Pages 23-40
    Background and objectives

    One of the problems of sugar beet planting in West Azarbayjan province in early spring, not preparing the land for cultivation due to poor weather conditions. Since the proper economic yield in sugar beet is due to proper vegetative growth in the early growing season and appropriate allocation and distribution of photosynthetic materials to the root, the timely cultivation of this plant is very important. The accelerated growth of the plant can be controlled under controlled conditions with the use of cultivation in the greenhouse and its transfer to the main land at a time when the risk of late winter cold and the problem of water scarcity is resolved. The present study was conducted to compare and evaluate quantitative and qualitative traits of sugar beet cultivars in in transplanting and seedling cultivation in different planting dates in western Azarbayjan province.

    Materials and methods

    In order to study the quantitative and qualitative characteristics of sugar beet cultivars (Dorotea, Isabella and Ekbatan) in transplanting and seedling cultivation system in West Azarbaijan area in three planting date (25 March, 8 and 18 April), A split plot experiment based on randomize complete blocks in three replications was carried out in two regions of Miandoab and Bokan in 2016. In this research, leaf area index, leaf relative water content, sugar yield, branching root number, root yield and white sugar yield were measured.

    Results

    The results of analysis of variance showed that there was a significant difference between two direct and transplanting systems in terms of effect on all studied traits except for leaf chlorophyll index. The effects of planting time and cultivar were significant. The interaction effect of planting time + culture system on leaf relative water content, number of branching roots, Coefficient of sugar extraction, root yield and white sugar yield was significant. The interaction of cultivar in planting date was significant on leaf relative water content and root yield. Results showed among the planting date, the highest leaf chlorophyll index (36.87) was allocated to the cultivation date of 25 march. Among the cultivars studied, Dorotea showed the highest leaf chlorophyll index (27.39), leaf area index (4.72), coefficient of sugar extraction (81.57%) and white sugar yield. Among cultivation system in planting date interaction treatments the highest leaf area index (5.72), leaf relative water content (36.87), Coefficient of sugar extraction (78.12%), branching root number (8.57), root yield (62.58 t/ha) and white sugar yield (9.50 t/ha) was recorded in transplanting system with planting date of 25 march. The highest relative leaf water content (72.30%) and root yield (62.67 t/ha) were allocated to Dorotea cultivar with planting date of 25 march.

    Conclusion

    According to the results of this study, Dorothy cultivar had higher qualitative and quantitative characteristics than two other cultivars, therefore the use of this cultivar in both areas can be recommended. Also, early planting of cultivars on March 25th in the form of transplanting system showed the highest root yield and yield of pure sugar. It can be concluded that the early planting in the form of transplanting system due to better deployment, As well as maximum leaf area index, compliance with the most favorable temperature and environmental conditions improves the qualitative and quantitative qualities of sugar beet.

    Keywords: Cultivation time, Chlorophyll leaf index, white sugar yield, transplanting
  • Omid Alasti *, Ebrahim Zeinali, Afshin Soltani, Benjamin Torabi Pages 41-60
    Background and objectives

    Barley (Hordeum vulgare. L) is well adapted to drought and saline conditions as the most important limiting factors for crop production in Iran. This consistency, as well as widespread application in animal feeding, are the reasons for cultivating approximately 1.77 million hectares of barley, in which, 1.04 million hectares was attributed to rainfed barley. The previous studies demonstrated that there was a significant difference between the actual and potential yield of crops due to farm management condition. According to the calculated yield loss, the optimized crop field management is necessary to increase agricultural production. This study was aimed to estimate the yield and production gap of barley under rainfed condition as the first step in the terms of the schematization of stable increase in Iran.

    Materials and Methods

    This study is conducted based on the Global Yield Gap Atlas (GYGA) Protocol. As the first step in the implementation of present study, the main rainfed barley harvested areas were determined using GYGA climate zones and the distribution of rainfed barley harvested area maps and the country's meteorological station points layer. After defining the designated climate zones (DCZs) and the reference weather stations (RWSs), the collected data (2000-2014) of agronomic management, meteorological and soil characteristics in each region were employed to estimate the potential yield at the RWSs of rainfed barley as one of components of the yield gap calculation. Estimating barley potential yield under water-limited condition (Yw) was carried out by SSM-iCrop2 during 15 growing seasons. Moreover, the actual yield (Ya) data of rainfed barley was collected at the RWS level as another constituent for yield gap calculation. In the end, the estimated rainfed barley yield gap (Yg) in the RWSs was aggregated to DCZs and finally country-level.

    Results

    In the current study, 38 RWSs within 17 DCZs of rainfed barley harvested areas were identified. The results showed that the average Yw was estimated 2723 kg. ha-1 and the range varied from 1072 to 4002 kg. ha-1. Ya range in the zones were calculated between 390 and 1510 with average of 1009 kg. ha-1. The results illustrated that there was a significant correlation between mean rainfall and maximum temperature during anthesis to harvest maturity period and Yw within 17 DCZs. Hence, with simultaneous increase in rainfall and decrease in average maximum temperature during this phenological period, concomitantly, the Yw value has been amplified. Yg values was estimated between 615 to 3125 kg. ha-1 (equivalent to 53 to 82% of yield gap (%)) with an average of 1714 kg ha-1. Improving the current management conditions to advance toward the attainable yield (Ya) (equivalent to 80% of Yw) in farmers' lands, can increase the average yield of rainfed barley from 1009 to 2178 kg ha-1. Based on the results, the country's production will grow from 1.05 million tons to 2.26 million tons in rainfed conditions through increasing yield to the level of attainable yield (80% of potential yield). The rate of barley import from other countries will decrease due to improvement in the production.

    Conclusion

    Our results showed 85 percent of rainfed barley production had been attributed to 17 designated climate zones. Due to the presence of 63% yield gap in rainfed barley fields, by considering 80% of this value as exploitable yield gap, the production can be increased to about 1.22 million tons which is appreciable for the economical and food security issues in Iran. It is not feasible to achieve the potential yield at the farmer level owing to existing constraints, but approaching the attainable yield by improving field management conditions can be accessible in the current situation.

    Keywords: Actual Yield, Climate Zones, GYGA, Potential Yield
  • Danial Ghasemi *, Lotfali Dolatti, Farid Shekari Pages 61-70
    Background and objectives

    Oilseeds are an important part of agricultural products which are important for nutrition, in addition to industrial applications. Plant oils are used to cooking, manufacture of cosmetics, plastics, lubricants, and insulators for the electricity and as biofuels (to reduce greenhouse effect). Rapeseed is one of the most important oilseeds that ranks third after soybeans and oil palms. Rapeseed oil contains less than 2% erosic acid and low saturated fatty acid levels, which help to reduce blood cholesterol levels. This research was carried out to investigate the effect of priming of rapeseed with salicylic acid on yield and yield components the research farm at the University of Zanjan.

    Materials and Methods

    This research was carried out as a randomized complete block design with four treatments during growing seasons 2014-2015. Treatments in the research included a control (just distilled water), 50, 75 and 100 μM salicylic acid concentrations. The seeds were soaked for 12 hours in salicylic acid solution, then, seeds exposed to airflow and air-dried to return original state before treatment with salicylic acid. After seed treatment with salicylic acid at the pre-mentioned concentrations, the seeds were then sown in four plots in five replications. To remove the marginal effect and evaluate the factors, the 7 plants in the middle row of each plot were randomly marked. The relevant traits measured 15 days after the physiological maturity of rapeseed.

    Results

    The results indicated that seed priming with salicylic acid caused a significant difference in yield, yield components and dependent traits. Salicylic acid treatments significantly increased the number of stems, pods, length and dry weight the plant, length of the pods and number of seeds in each pod, the seeds weight in main and secondary stems, total weight of seeds and dry weight of roots compared to control. In contrast, no significant effect was observed on the empty pods and 1000- seeds weight.

    Conclusion

    The results of this research showed that seed priming with salicylic acid can increase yield and yield components of rapeseed plants. This is due to the effect of salicylic acid on the number of pods in plants and the number of seeds in pods. Also, plant height and the secondary stems in plants increased with salicylic acid application. In addition, height increase, resulted in more development of reproductive organs, also allowed for an increase of leaf area index and greater carbon absorption potential in plants.

    Keywords: Priming, Canola, Salicylic acid, Yield, Yield components
  • Bahram Masoudi *, Mohammad Abbasali, Ahmad Aien, Saber Saif Amiri Pages 71-84
    Background and objectives

    Sesame is a short- day plant and sensitive to heat and moisture stresses and the yield show a wide variation as the environmental factor change in growing seasons. Therefore a commercially successful cultivar must perform well in a wide range of agricultural and climatic conditions. Plant breeders focus on estimating the interaction of genotypes and environment through repeated experiments to introduce stable cultivars able to perform better in changing environments. This study follows the same strategies to introduce sesame cultivars

    Materials and methods

    In order to identify high yielding and stable sesame genotypes suitable different regions of Iran, a total of 36 native sesame populations (obtained from National Gene Bank of Seed and Plant Improvement Institute, Iran) were cultivated in three regions (Karaj, Moghan and Jiroft) in a randomized complete block design for two years (2016-2017). Each genotype was planted in a plot with three rows of 1.5 m long. The distance between rows was 60 cm and seeds were planted with 8-7 cm intra-spacing. At the end of the growing period following the physiological, seeds were harvested and the yield of each genotype was calculated. Simple and combined analysis of variance were performed on data then the univariate statistics methods including regression coefficient, deviation from regression parameter, Shukla’s stability variance, and Wricke’s ecovalence were used to evaluate the grain yield stability of the genotypes. Finally, GGE biplot analysis was used to understand the interaction between genotype and the environment.

    Results

    The results of combined analysis indicated that the effect of location, year, genotype and genotype-location interaction were significant for grain yield. The results also showed that the grain yield was significantly affected by environmental factors. Based on all stability parameters and biplot analysis, genotype no. 10 had higher yield, lower Wricke’s ecovalence and Shukla’s stability variance value. Furthermore regression coefficient was equivalent to one and deviation from regression was the least. Accordingly this genotype was selected as the most stable genotypes. This result was also reconfirmed by GGE biplot analysis. Other stable and high yielding genotypes include 11, 9, 8 and 7.

    Conclusion

    Genotype 10 is a land race genotype from Haji Abad region of Hormozgan province and showed less fluctuations in tested environments, and in terms of the average yield, it is the most stable genotype compared to the others. So based on the findings from this study this genotype could be suggested to cultivate in future breeding programs. Keywords: Genotype-environment interaction, stability parameters, land race, sesame (Sesamum indicum)

    Keywords: Genotype-environment interaction, Stability Parameters, Land race, Sesame (Sesamum indicum)
  • Peyman Sharifi *, Abdolrahman Erfani, Ali Mohaddesi, Abouzar Abbasian, Hashem Aminpanah, Mohammadmehdi Yousefi, Mehran Saeedi Pages 85-106
    Background and objectives

    Rice is one of the major global food crops, which is the second crop in Iran after wheat. Rice grain yield is strongly influenced by environments and breeders often determine the stability of high yield genotypes across environments before recommending a stable cultivar for release. Genotypial adaptability to environmental fluctuations is important for the stabilization of crop production over regions and years. The purpose of this study is the distinguishing the superior genotypes in terms of grain yield and yield stability in nine selected rice lines from preliminary yield test.

    Materials and Methods

    The nine selected lines obtained from crosses beteen IRRI lines and Iranian improved and landrace vareties and resulted from preliminary yield test of 2008-2009 cropping season, along with control cultivar Shiroudi, were evaluated in a randomized complete block design with four replications in three regions including Tonekabon, Amol and Gorgan during three cropping seasons of 2009-2012. Stability analysis were performed with environmental variance (S2i), coefficient of variation (CVi), Shukla's variance (2i) and deviation variance (S2), Wrick equivalence (Wi), regression coefficient (bi), coefficient of determination (R2), Eberhart-Russell analysis of variance, yield sability index (YSi) and nonparametric methods, , , TOP and mean and standard deviation of rank.

    Results

    Simple analysis of variance showed genetic differences among genotypes. Combined analysis of variance was performed after Bartlett test and not significant of it and assurance of uniformity of experimental errors. The combined analysis of variance indicated the significant effects of genotype, year, location and interactions of genotype × year, genotype × location and genotype × year × location. Comparison of means of showed that genotypes 2, 5 and 4 were in the same group with 6565.1, 6495.1 and 6450.1 kg.ha-1, respectively and produced the highest grain yield. Analysis of variance indicated significant effect of genotype on plant height, tiller number, unfilled grain number, filled grain number, panicle length and 1000 grain weight. According to parametric stability G5, G3, G10 and G2 were stable genotypes. YSi indicated G2, G3, G4, G5 and G10 had the highest grain yield stability. Also, according to the TOP nonparametric index, genotypes 4, 10, 1, 2 and 5, and based on two criteria and , genotypes 1 and 5 were the most stable genotypes. Correlation between indices showed the use of a number of them is not very necessary and some of them that have a high correlation with each other can be removed from the analysis.

    Conclusion

    Overall, genotype 5 was stable in almost all stability methods and 2, 3, 4 and 1 in some of the methods. Therefore, Ggenotype 5 [Number 16 from IR64669-153-2-3 (A8948); (4Surinam × Deilamini)] due to its higher grain yield than all genotypes except genotype 2, low plant height, higher number of tillers, filled grain and 1000-grain weight, as well as more uniform plants and better grain types, can be selected as the superior genotypes and evaluated in field trials.

    Keywords: Rice, Stress, Adaptability, Yield, quality
  • Hamed Alipour Kondari, Ahmad Arzani * Pages 107-118
    Background and objectives

    Given the increasing demand for food supply due to human population growth and the limited arable land, the role of plant breeding in increasing crop production is evident. Wheat (Triticum spp.) is known as an important food source in the world because of its adaptation to different environments. Triticale (X. Triticosecale Witmack) has high adaptability to biotic and abiotic stresses and is able to produce efficiently even in poorly fertilized soils and low input farming systems. Heterosis is a natural phenomenon that depends on the species and genetic variation and is called the increase in hybrid vigor of parents, which can be explored to increase crop production. Since the exploitation of heterosis is promising in wheat, the employment of putative hybrids for sustainable food supply has potentially increased. Hence, the aim of this study was to estimate heterosis and to evaluate the coefficients of phenotypic and genetic variation as well as heritability estimates.

    Materials and methods

    A total of 79 genotypes including 19 common wheat, 3 durum wheat, 4 triticale along with their 53 F1 hybrids were used, in this study. Morphological traits including yield and yield components viz. plant height, number of spike per plant, number of grains per spike, grain weight per spike, 1000 grain weight and grain yield per plant were measured. The heterosis estimates in the studied hybrids were calculated based on the mid-parent and better-parent. After analysis of variance, coefficients of phenotypic variation, coefficients of genetic variation and general heritability were estimated.

    Results

    The results of analysis of variance showed significant differences among the genotypes for the studied traits. Mean squares of parents versus hybrids were significant for all traits, indicating heterosis in the studied traits. F1 hybrid derived from Long Spike 2 × Sirvan cross had the lowest heterosis compared to the mid-parent and superior parent for plant height. The highest percentage of heterosis for grain yield per plant belonged to the hybrid derived from the cross between Long spike 5 × Roshan. The estimated heterosis for grain yield based on mid-parent value showed a range of 25.34 to –25.41, indicating the high genetic diversity of the parents used to produce the 53 F1 hybrids studied.

    Conclusion

    Given the genetic diversity observed in this study indicating heterosis in the studied traits as well as high heritability in the traits, the diversity can be explored either by hybrid breeding strategy or advancing segregating generations toward developing new cultivars.

    Keywords: Diversity, heterosis, Heritability, coefficient of variation
  • Soroor Khorramdel *, Mehdi Nassiri Mahallati, Mina Hooshmand, MohammadJavad Mostafavi Pages 119-140

    Response surface methodology (RSM) is defined as statistical technique for optimization of multiple parameters which determine optimum process conditions by combining experimental treatments (5,10,11). In this work, optimization of N and P fertilizers on yield, yield components and seed quality of wheat using RSM were studied.

    Materials and methods

    An experiment was conducted with 13 treatments and two replications at the Research Field of Ferdowsi University of Mashhad during the growing season of 2015-2016. The treatments were allocated based on low and high levels of N fertilizer (0 and 400 kg Urea per ha, respectively) and P fertilizer (0 and 100 kg triple super phosphate per ha, respectively). Biological yield, seed yield, harvest index, growth criteria and yield components (such as tiller No./m2, plant height, spike length, seed No./ spike, seed weight/ spike, seed weight/ plant, spike No./ plant, spike weight/ plant and dry weight of stem per m2) and seed quality characteristics (including N percentage, protein percentage and P percentage) were calculated as dependent variables and changes of these variables were evaluated by a regression model. Lack-of-fit test was used to evaluate the quality of the fitted model. The adequacy of the model was tested by analysis of variance. The quality of the fitted model was judged using the determination coefficient (R2). Finally, the optimum levels of N and P fertilizers were calculated based on three scenarios including economic, ecological and economic-ecological.

    Results and discussion

    The results showed that effect of linear component was significant on harvest index, spike length, yield components (such as seed weight per plant, spike No./plant, spike weight per plant and tiller No./m2), N percent and protein percent of seed. Effect of square component was significant on biological yield, seed yield, tiller No./m2, seed weight per plant and spike weight per plant, N percent, protein percent and P percent of seed. Interaction effect of full quadratic was significant on plant height, spike length and seed No./spike and N percent of seed. Lack of fit test had no significant effect on the studied traits. The full square model for the response variables gave insignificant lack-of-fit indicating that the data of experimental were satisfactorily explained. The highest observed and predicted values of seed yield were recorded for 400 kg Urea per ha+100 kg triple super phosphate per ha and 200 kg Urea per ha+50 kg triple super phosphate per ha with 717.54 and 594.89 kg.ha-1, respectively. The maximum observed and predicted amounts of seed N percent (with 1.72 and 1.62 percent, respectively) and seed protein percentage (with 10.76 and 10.02percent, respectively) were recorded for 400 kg Urea per ha+50 kg triple super phosphate per ha. Both seed yield and N and P percent of seed were considered in economic-ecological scenario, so the estimated levels for N and P fertilizers were 141.41 kg Urea.ha-1 and without P fertilizer.

    Conclusion

    Increasing rates of N and P fertilizers up to optimum rates increased yield and seed quality of wheat. Nutrient optimization enhances nutrient absorption and yield in the wheat cropping systems may reduce the dependence on external sources of chemical fertilizers that increase the costs of production and can potentially contribute to environmental contamination. The optimization of soil nutrients provides information on the sustainability of cropping systems and potential environmental pollutions. Generally, nutrient optimization is a useful technique widely used in modern agriculture.

    Keywords: Lack of fit test, Sustainability of cropping systems, Determination coefficient, Regression Model
  • Fatehmeh Shariatinia, Arman Azari, Asghar Rahimi, Azadeh Jafari, Shahab Madahhosseini * Pages 141-158
    Background and objectives

    Salinity is one of the major abiotic stresses limiting crop ‎productivities in arid regions of the world like Iran. In order to meet the food demand for ‎growing population, utilization of marginal fields which are typically areas of lower ‎productivity and show some extents of nutrition imbalance and salinity to grow alternate ‎crops like promising oil crops without substantial decrease in economic value of cash crop ‎seems a practical approach. Rocket (Eruca sativa L.) is an old native plant well adapted to ‎warm, dry climates of the Middle East region. It can play a role in crop rotation programs as ‎green manure and/or cover crop to conserve soils in fallow lands. Nonetheless, little is known ‎about its response to salt stress. This study aimed to evaluate main germination characteristics ‎and yield components of some local Eruca sativa ecotypes and identify salt-tolerant ecotypes ‎in order to use in breeding programs. ‎

    Materials and Methods

    This study was conducted as two separate experiments. In the ‎first experiment, germination percentage and rate and seed vigor of seven ecotypes of rocket ‎named based on the region of collection as Sirjan, Bardsir, Rigan, Shahdad, Abadeh, ‎Dehmurd and Darjaveh were assayed in a completely randomized design with two factors ‎and four replicates. Salinity (NaCl) treatments were control (distilled water), 3, 6, 9, 12, 15 ‎and 18 dS/m. In the second experiment, seeds of the same ecotypes as the first experiment ‎were sown outdoor in cement boxes filled with soil (EC=1.8 dS/m) as semi-filed condition ‎and watered normally until 4-leaf stage when treatments applied by salinized water to achieve ‎‎4, 8 or 12 dS/m. At the end of growing season, shoot biomass, grain yield, plant height and ‎number of capsules were measured. Some stress indices were calculated and results were ‎discussed by correlation and biplot analysis. ‎

    Results

    Final Germination percentage and rate as well as seed vigor decreased by increasing ‎salinity in all ecotypes, although magnitude of response greatly differed among ecotypes. ‎Germination rate and seed vigor were much more affected by the adverse effects of salinity. ‎Based on scoring method, Sirjan, Bardsir and Darjaveh were identified as superior, inferior ‎and moderate ecotypes in terms of salinity tolerance, respectively. In the semi-field ‎experiment, however, responses of ecotypes to salinity were quite different to those of ‎germination as Shahdad showed the highest grain yield and shoot biomass both in the control ‎and 12 dS/m treatments. Shahdad also showed the highest values for STI, GMP, MP and HM ‎while Darjave being the lowest. Biplot analysis confirmed that Shahdad was the ecotype with ‎the highest grain yield and lowest salinity susceptibility.‎

    Conclusion

    Significant ecotypic variations were observed in terms of salinity response both ‎in germination stage and whole plant growth, though ecotypes responded differently to ‎salinity, indicating tolerance mechanisms may differ among developmental stages and not ‎closely related to geographic and climatic origin of seeds. Results suggest that rocket is semi-‎tolerant to salinity and could be a potential subsistence crop for cultivation in some saline ‎soils.‎

    Keywords: Biplot, germination, Stress indices, tolerance, Yield
  • Farhad Dehghany *, Hamed Rezaii Pages 159-178
    Background and objectives

    Chenopodium quinoa is a facultative halophyte plant which has been considered for cultivation in saline soils. Although most studies of the nutritional requirement of quinoa focus on nitrogen consumption management. Since the plant is considered for organic production in Peru and Bolivia and is also grown after crops such as potatoes, fertilizer is not recommended and the plant uses the fertilizer residues of the previous crop (19). Under these conditions, the optimal use of fertilizers, especially nitrogen fertilizers, to prevent lodging, mechanized harvesting and increase yield is very important. Climate conditions have a major impact on quinoa performance. The most important stress on the central plateau, in addition to salinity, is heat stress during the pollination and grain filling period, which causes a sharp decrease in yield (21). The purpose of this experiment is to optimize nitrogen fertilizer management in changing environmental conditions.

    Materials and methods

    In order to determine quinoa fertilizer requirements under normal and heat stress during pollination period the experimental was conducted based on complete randomized block design in three replications, it was performed in Sadough Research Station of Yazd. Treatment consisted of nine treatments with different amounts of nitrogen (50, 100, 150 and 200 kg of urea ha-1) and splitting (two splitting at planting and early floral initiation and three splitting at planting, early floral initiation and flowering) plus a control treatment with three replications. Quinoa cultivation of Titicaca was carried out on September 1, 2017 and August 7, 2018. Applied irrigation water salinity after sowing was 8 dS/m and after emergence 14 dS/m saline water applied every two weeks. After harvesting, yield and yield components and nitrogen percentage of grain were measured. The efficiency of nitrogen consumption, partial efficiency, recycling of nitrogen consumption and the growing degree day for each growth stage were calculated. Data analysis was performed for each year separately due to the significance of the Bartlett test with SAS v9.1 software.

    Results

    The results showed that the level of application of fertilizer treatment had a significant effect on yield and biomass production. In the first year, the maximum grain yield obtained at 200 kg ha-1 with seed yield of 2 t ha-1. At lower level of fertilizer application, the adsorption efficiency and the amount of nitrogen recycled were higher, and the treatments of the three splitting were better than the two. At higher levels of fertilizer, the effect of splitting was less than lower levels of fertilizer. The amount of harvested available nitrogen in the control treatment was 2.8 and at 200 kg ha-1 was 6.3 g m-2. The highest recycling efficiency was observed in 50 kg treatment with 3 splitting. The percentage of seed nitrogen in the control was significantly lower than the fertilizer treatments and there was no significant difference between the fertilizer treatments, which shows the plant's ability to remobilize nitrogen to seeds and maintain protein percentage in low-input systems under saline condition. In the second year with heat stress during the anthesis period, grain yield and nitrogen yield decreased by 62% and 59%, respectively. The effect of thermal stress during the quinoa pollination period reduced the efficiency of fertilizer use and severely reduced yield, but did not affect the percentage of grain nitrogen and the thousand kernel weight.

    Conclusion

    The fertilizer requirement, the efficiency of fertilizer application and the recovery of quinoa seed nitrogen changed under different climatic conditions, although the percentage of nitrogen accumulated in the grain did not change significantly, so to achieve the desired result, fertilizer management would be altered in different climatic and soil conditions.

    Keywords: Chenopodium quinoa, Splitting, Stress, urea fertilizer
  • Maryam Soltanian, Mehdi Naderi Khorasgani *, Ali Tadayyon Pages 179-196
    Background and objectives

    Above-ground biomass (AGB) provides a vital link between solar energy consumption and crop yield, so accurate estimation of biomass is very important for accurate monitoring of crop growth and yield prediction and helps agricultural managers to improve crop management. In recent decades, remote sensing has been widely used as a tool to estimate crop biophysical parameters. The potentials of remote sensing techniques promise fast, periodical, and non-destructive estimation of above-ground biomass. For this purpose, this study was conducted with the aim of applying remote sensing technology and comparing two statistical models of multiple linear regression and artificial neural network to estimate winter wheat biomass in Shahrekord County, Chaharmahal and Bakhtiari province in 2017.

    Materials and methods

    In this study, in order to estimate the wheat biomass by Landsat 8 satellite images, eight fields under winter wheat cultivation with an area between 10 to 60 hectares throughout Shahrekord County were considered. Then the location of 120 sampling units was randomly determined by GPS. Samples units were taken as 30 × 30 m squares according to Landsat pixels. Each of these units includes 5 plots of 0.25 m2 in four corners and the center of the square. During the growing season, on 20th April, 22nd May, 23rd June, and 25th July 2017, at the same time the satellite passes, sampling was carried out on farms. Field data collection included above-ground biomass and counting the number of plants per plot. Then the samples were transferred to the laboratory and dried and weighed. At the same time, data from Landsat 8 satellite remote sensing were obtained at these dates, and vegetation indices were calculated using satellite bands. In this study, wheat biomass was estimated using 25 vegetation indices and multivariate linear regression (MLR) and artificial neural network methods (ANN). Multilayer perceptron artificial neural network model (feed-forward) was designed and its performance was compared with multivariate linear regression model. To construct and validate the model and compare the results of these two models, statistics such as coefficient of determination (R2), root mean square error index (RMSE) and mean error (ME) were used.

    Results

    The results showed that the ANN model with R2=0.83 and RMSE=53.91 g/m2 for training data and R2=0.85 and RMSE=46.74 g/m2 for test data and multivariate linear regression model with R2=0.78 and RMSE=65.68 g/m2 estimated biomass. In multivariate linear regression, EVI, CIgreen, PSRI, CRI, VARI, and GNDVI indices are the most effective indices for estimating crop biomass, respectively. GI, SAVI, ARVI, CRI, EVI, NDWI, MSR, and NDVI indices were the most sensitive to wheat biomass in ANN model, respectively.

    Conclusion

    The findings of the present study showed that the use of satellite images and developing parametric and non-parametric statistical models helps to estimate winter wheat biomass in the study area. Also, the artificial neural network method has better predictive accuracy than the multiple linear regression method. Therefore, the use of this method as a suitable approach in estimating winter wheat biomass is suggested.

    Keywords: : Artificial Neural Network, Biomass, Remote sensing, Vegetation index, Wheat