فهرست مطالب

روابط خاک و گیاه - پیاپی 47 (پاییز 1400)

نشریه روابط خاک و گیاه
پیاپی 47 (پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/09/14
  • تعداد عناوین: 7
|
  • صابر جمالی، حسین انصاری* صفحات 1-12

    در سال های اخیر سطح زیرکشت و مصرف دانه کینوا (Chenopodium quinoa Willd) در کشور، به دلیل خواص تغذیه ای و توانایی رشد در شرایط نامساعد، افزایش یافته است. بر اساس وضعیت های تغییر اقلیمی دوره های طولانی خشکسالی در پیش بوده و این امر بر کاشت و توسعه گیاهان جدید و سازگار با این شرایط، تاکید دارد. از این رو، پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر مدیریت آبیاری بر خواص فیزیولوژیک گیاه کینوا در شرایط گلخانه ای در دانشگاه فردوسی مشهد در سال 98-1397 اجرا شده است. پژوهش حاضر در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار و به صورت کشت گلدانی بر روی گیاه کینوا رقم Giza-1 اجرا شده است. تیمارهای مورد بررسی در این پژوهش شامل 4 مدیریت آبیاری (آبیاری کامل یا FI، آبیاری بخشی ریشه متناوب یا APRD، آبیاری بخشی ریشه ثابت یا FPRD و کم آبیاری به میزان 50 درصد آبیاری کامل یا DI) بود. نتایج نشان داد که استفاده از تیمارهای FPRD ،APRD و DI منجر به کاهش شاخص سبزینگی (15/3، 26/3 و 28/3 درصد) و محتوای نسبی آب (RWC) (21/1 ،12/8 و 20/4 درصد)، و افزایش پرولین (17/9، 30/5 و 24/2 درصد) در مقایسه با تیمار FI شد. به طور کلی، روش APRD در شرایط گلخانه ای برای آبیاری این رقم منجر به تولید مناسب بوده و پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: آبیاری بخشی ریشه، پرولین، محتوای کلروفیل، هدایت روزنه ای
  • سجاد علیار، ناصر علی اصغرزاد*، شاهین اوستان، عادل دباغ محمدی نسب صفحات 13-32

    کینوا (.Chenopodium quinoa Willd) گیاهی با ارزش غذایی زیاد، پتانسیل زیاد رشد و عملکرد مناسب در شرایط نامساعد محیطی است. بهبود رشد و نمو گیاهان در شرایط نامساعد محیطی با روش های مختلفی امکان پذیر است. استفاده از ریزجانداران همزیست با ریشه مانند قارچ سیرندیپیتا ایندیکا از جمله راهکارهایی است که برای بهبود رشد در شرایط نامناسب محیطی مانند شوری آب و خاک به کار گرفته می شود. در این پژوهش، آزمایشی به صورت گلدانی با طرح آماری کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل با سه تکرار در خاک لوم شنی استریل انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل دو سطح قارچ Serendipita indica (تلقیح و عدم تلقیح) و شوری حاصل از نمک کلرید سدیم در سطوح 1/47 (رسانایی الکتریکی اولیه خاک)، 5، 10، 20 و 30 دسی زیمنس بر متر بودند. نتایج به دست آمده نشان داد که به استثنای پرولین، اثر برهم کنش شوری و مایه زنی قارچ بر تمام صفات اندازه گیری شده معنی دار بودند. مایه زنی قارچ S. indica توانست وزن تازه بخش هوایی گیاه کینوا را در شوری های 1/47، 5، 10 و 20 دسی زیمنس بر متر به ترتیب 18/5، 15/0، 39/4 و 41/5 درصد نسبت به تیمار عدم تلقیح افزایش دهد. بنابراین در سطح بدون شوری که گیاه بدون قارچ رشد خوبی دارد، مایه زنی حدود 18 درصد اثر داشته است. درحالی که در شوری 20 دسی زیمنس بر متر، افزایش رشد گیاه در حضور قارچ حدود 41 درصد بیش تر از تیمار بدون قارچ در همین سطح شوری بوده است. در بخش ریشه، قارچ S. indica توانست وزن تازه را در شوری شاهد، 5 و 10 دسی زیمنس بر متر به ترتیب 12/9، 20/1 و 31/5 درصد نسبت به تیمار بدون قارچ افزایش دهد. نشت الکترولیت تا 10 دسی زیمنس بر متر در تیمار مایه زنی به طور معنی داری کاهش یافت. در رابطه با محتوای نسبی آب برگ، مایه زنی قارچ تنها در شوری 5 دسی زیمنس بر متر اثر معنی داری داشت و توانست به اندازه 23 درصد نسبت به تیمار عدم تلقیح این شاخص را افزایش دهد. همچنین افزایش تنش شوری به 30 دسی زیمنس بر متر، سبب کاهش درصد کلونیزاسیون به اندازه 19/9 درصد نسبت به تیمار شاهد شد. کاربرد قارچ S. indica موجب افزایش معنی دار تولید زیست توده گیاه کینوا در شرایط تنش شوری شد.

    کلیدواژگان: تنش شوری، قارچ Serendipita indica، پرولین، پتانسیل آب برگ، محتوای نسبی آب برگ، نشت الکترولیت
  • ریحانه عمو آقایی*، مینا مجیدی صفحات 33-51

    شوری یکی از تنش های زیستی بسیار متداول است که رشد و تولید متابولیت های ثانویه گیاهان دارویی را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، در این پژوهش تاثیر دو بار محلول پاشی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر ویژگی های زراعی و میزان اسانس گیاه زنیان (Carum copticum) تحت تنش شوری، در یک آزمایش گلدانی بررسی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار اجرا شد. فاکتورها شامل سه سطح شوری (0، 50، و 100 میلی گرم در لیتر) و محلول پاشی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در پنج سطح (0، 10، 20، 40، و 80 میلی گرم در لیتر) بودند. تیمار شوری با افزودن نمک به آب آبیاری و 3 بار در هفته آبیاری گلدان های حاوی خاک رسی اعمال شد. نتایج نشان داد که آبیاری درازمدت با آب با شوری ملایم به طور معنی داری باعث کاهش کلروفیل کل، ارتفاع، عملکرد ماده خشک، تعداد دانه در گیاه، وزن صد دانه و عملکرد دانه و افزایش پراکسیداسیون لیپید و فعالیت آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز شد. تنش شوری در غلظت 50 میلی گرم در لیتر، تاثیر معنی داری بر درصد و عملکرد اسانس نداشت اما در غلظت 100 میلی گرم در لیتر، میزان اسانس در گیاه زنیان را 33/05 درصد کاهش داد. محلول پاشی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم با غلظت 20 و 40 میلی گرم بر لیتر بیش ترین تاثیر مثبتی بر بهبود رشد و عملکرد دانه داشت و تحت تنش شوری با تشدید فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی به طور معنی داری پراکسیداسیون لیپید را کاهش داد. تحت شوری 100 میلی گرم در لیتر، محلول پاشی با 40 میلی گرم بر لیتر نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، سبب بهبود محتوای اسانس (43/3 درصد) و عملکرد اسانس (59/7 درصد)، در مقایسه با شاهد این گروه شد. اثر محلول پاشی غلظت 80 میلی گرم بر لیتر نانو ذرات دی اکسیدتیتانیوم بر بیش تر ویژگی های ذکرشده و میزان اسانس گیاه کم تر از اثر غلظت 20 و 40 میلی گرم بر لیتر نانو ذرات بود. بنابراین استفاده از غلظت مناسب نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم، تحمل گیاه و عملکرد دانه و اسانس تحت تنش شوری را بهبود می بخشد.

    کلیدواژگان: اسانس، آنزیم آنتی اکسیدان، تنش شوری، زنیان، عملکرد دانه و اجزای آن، نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم
  • مریم یعقوب وند، حسن مومیوند*، اشکان بنان، محمدرضا راجی صفحات 53-68

    پژوهش حاضر با هدف تلفیق زیستی پرورش ماهی کپور و پنج گونه نعناع در سیستم آکواپونیک انجام شد. بررسی به صورت طرح آزمایشی کرت های خردشده در زمان اجرا شد. گونه های نعناع (شامل نعناع آبی، پونه، سبز، سیب و فلفلی) به عنوان فاکتور اصلی و برداشت (چین اول و چین دوم) به عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شدند. بیش‎ترین وزن تازه و خشک برگ، وزن تازه و خشک استولون، وزن تازه اندام هوایی، وزن خشک کل بوته، تعداد برگ، طول میان گره، تعداد استولون و سطح برگ مربوط به نعناع آبی بود. گونه های نعناع آبی، فلفلی و پونه نیز بیش ترین وزن خشک اندام هوایی و قطر ساقه را به خود اختصاص دادند. بیش ترین وزن خشک ساقه و ارتفاع بوته نیز مربوط به پونه بود. بیش ترین نسبت برگ به ساقه در نعناع سیب، نعناع سبز و نعناع آبی مشاهده شد. بیش ترین محتوای نسبی آب (RWC) مربوط به نعناع فلفلی بود که با گونه های نعناع آبی، نعناع سبز و نعناع سیب اختلاف معنی داری نداشت. بیش ترین میزان شاخص سبزینگی (SPAD) در نعناع آبی و فلفلی به دست آمد. علاوه بر این، اغلب صفات مورد بررسی در این آزمایش شامل وزن تازه برگ، وزن تازه استولون، وزن تازه اندام هوایی، تعداد برگ، ارتفاع بوته، تعداد ساقه اصلی و فرعی، سطح برگ، RWC و شاخص SPAD برای گونه های نعناع در چین دوم زیادتر بودند. در مجموع نعناع آبی و نعناع فلفلی از لحاظ اغلب صفات مورد بررسی بهتر از دیگر گونه ها نشان دادند و پتانسیل زیاد این دو گونه برای کشت در سیستم آکواپونیک نمایان شد.

    کلیدواژگان: آکواپونیک، نعناع، مورفولوژی، صفات بیوشیمیایی
  • محمدصادق صادقی*، نیما احمدی، اسحاق کشتکار صفحات 69-86

    هدف از این پژوهش بررسی آثار مقادیر مختلف فلز سنگین سرب بر صفات مورفولوژیک و بیوشیمیایی گیاه مینا چمنی و توانایی جذب این فلز توسط این گیاه (گیاه پالایی) بود. در این آزمایش تاثیر مقادیر مختلف فلز سرب (شش سطح) در قالب طرح کاملا تصادفی با پنج تکرار بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش غلظت سرب سبب کاهش درصد و سرعت جوانه زنی بذر می شود. صفات رشدی مانند وزن خشک ریشه و شاخساره در گیاه با افزایش غلظت سرب به طور معنی داری کاهش یافت (به ترتیب70 و 23 درصد). میزان مجموع کلروفیل b و a، در گیاه با افزایش غلظت سرب کاهش یافت (66 درصد). میزان تجمع پرولین و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز نیز با افزایش غلظت سرب در گیاه به طور معنی داری افزایش یافت (30، 42 و 42 درصد). با توجه به شاخص هایی مانند فاکتور تجمع زیستی، پتانسیل استخراج سبز، شاخص مقاومت و فاکتور انباشتگری، گیاه مینا چمنی قابلیت گیاه پالایی زیادی برای فلز سرب داشت. نتایج نشان داد که اعمال غلظت های زیاد سرب سبب اختلال در شاخص های جوانه زنی بذر شد. گیاه آلوده به غلظت کم سرب تحمل بسیار خوبی نسبت به فلز سنگین سرب داشته و در غلظت های بیشتر، اگرچه شاخص تحمل آن ها حدود 60 درصد کاهش یافت، اما نشان دهنده تحمل قابل قبول گیاه در غلظت های زیاد سرب بود. همچنین انباشت قابل توجه سرب در ریشه، نشان دهنده عمل تثبیت ریشه ای سرب بود که می تواند گیاه را برای پروژه های گیاه پالایی در محیط های آلوده به سرب، معرفی کند.

    کلیدواژگان: فلز سنگین، مقاومت گیاه، فاکتور انتقال، گیاه پالایی، جوانه زنی
  • سامان سیفی، بابک سوری* صفحات 87-99

    بخش زیادی از خاک مزارع تحت کشت در غرب ایران آهکی بوده و این امر در کاهش فراهمی عناصر غذایی ضروری در خاک و جذب آن ها توسط گیاهان موثر است. هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر سطوح مختلف گوگرد بر ویژگی های شیمیایی یک خاک آهکی و عملکرد گوجه فرنگی بود. این پژوهش در گلخانه با کاربرد گوگرد در پنج سطح صفر، 1، 2، 3 و 4 گرم بر کیلوگرم خاک همراه با زادمایه باکتری Thiobacillus thioparus در سه تکرار (مجموعا در 15 گلدان) اجرا شد. دو هفته پس از اضافه کردن گوگرد به خاک گلدان ها بذر گوجه فرنگی کاشته شد. پس از پایان دوره رشد 60 روزه، نمونه های برگ و همچنین محصول گوجه فرنگی به ترتیب برای سنجش غلظت عناصر غذایی و تعیین عملکرد محصول برداشت شدند. نتایج نشان داد که کاربرد گوگرد به طور معناداری بر pH (19/9 تا 20/4 درصد) و رسانایی الکتریکی خاک (EC) (18/7 تا 21/5 درصد)، غلظت قابل دسترس فسفر (P) (16/2 تا 21/2 درصد)، مس (Cu) (16/6 تا 22/8 درصد)، روی (Zn) (16/8 تا 21/9 درصد) و آهن (Fe) (18/2 تا 22/5 درصد) در خاک، غلظت این عناصر به ترتیب (17/7 تا 21/3 درصد)، (18/6 تا 21/4 درصد)، (16/4 تا 22/9 درصد) و (21/5 تا 22/6 درصد) در گیاه و همچنین عملکرد گیاه (ارتفاع بوته) (17/2 تا 22/7 درصد) موثر بود. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد کاربرد گوگرد تا میزان سه گرم بر کیلوگرم خاک می تواند با بهبود فراهمی عناصر غذایی در خاک، جذب آن ها توسط گیاه را افزایش داده و سبب افزایش رشد و عملکرد گوجه فرنگی در شرایط خاک های آهکی شود.

    کلیدواژگان: تیوباسیلوس، ویژگی های خاک، عناصر غذایی، گلخانه، غرب ایران
  • ریحانه سلیمانی، الهام چاوشی*، حسین شیرانی، عیسی اسفندیارپور بروجنی صفحات 101-114

    برآورد سریع و صحیح آب فراهم خاک به عنوان یکی از مهم ترین شاخص های کیفیت خاک نقش اساسی در مدیریت منابع آب کشاورزی دارد. در پژوهش حاضر با استفاده از روش هوش مصنوعی (ترکیب شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک) و بهره گیری از ویژگی های زود یافت خاک، مقدار دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (LLWR) در 250 نمونه خاک برداشت شده از دشت خان میرزا در استان چهارمحال و بختیاری برآورد شد. در این مدل ها، 9 متغیر شامل درصد شن، سیلت، رس، درصد کربن آلی، چگالی ظاهری (BD)، چگالی حقیقی (PD)، pH، رسانایی الکتریکی (EC) و کربنات کلسیم معادل (CCE)، به عنوان پارامترهای ورودی و مقدار LLWR به عنوان تابع خروجی در نظر گرفته شده است. از تعداد کل 250 داده، 200 عدد برای آموزش و 50 داده برای آزمون مدل استفاده شد. بررسی نتایج شاخص های آماری نشان داد که شبکه عصبی به خوبی قادر به برآورد LLWR با ضریب تبیین 0/93 است. در نهایت مشخص شد که مدل تلفیقی شبکه عصبی مصنوعی-الگوریتم ژنتیک با بیش ترین ضریب تبیین (0/96 = R2) برای برآورد LLWR مناسب ترین مدل است. به طور کلی دو مدل شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک نسبت به معادلات رگرسیونی کارایی مناسب تری برای برآورد LLWR را نشان دادند.

    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (LLWR)، ویژگی های زودیافت خاک، دشت خان میرزا
|
  • S. Jamali, H. Ansari* Pages 1-12

    In Iran, the consumption grain of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) due to its nutritional properties has increased. Due to the Quinoa's ability to grow under adverse conditions (such as drought), the total cultivation areas for this plant have increased. Climate change scenarios predict extended periods of drought and this has emphasized the need for new crops that are tolerant to these conditions. The aim of this study was to investigate the effects of irrigation management on physiological properties of quinoa Gize-1 cultivar under greenhouse condition. The experiment was done using pot planting based on a completely randomized design including 3 replications at Ferdowsi University of Mashhad (FUM) during 2018-2019. Treatments included four irrigation managements, i.e., full irrigation (FI), alternate partial root-zone drying (APRD), fixed partial root-zone drying (FPRD), and deficit irrigation (DI). Results showed that DI, FPRD, and APRD significantly decreased stomatal conductance (40.9, 33.3, and 20.7%, respectively) when compared to FI treatment. Similarly, the greenness index (28.3, 26.3, and 15.3%, respectively) and relative water content (RWC) (20.4, 21.1, and 12.8%, respectively) were reduced under DI, FPRD, and APRD irrigations management compared to FI. Conversely, proline content was increased under DI, FPRD, and APRD treatments (24.2, 30.5, and 17.9%, respectively) when compared to FI. Generally, APRD treatment recommended for the quinoa Giza-1 cultivar to produce an acceptable yield under greenhouse conditions.

    Keywords: Chlorophyll content, Partial root-zone drying irrigation, Proline, Stomatal conductance
  • S. Aliyar, N. Aliasgharzad*, Sh. Oustan, A. Dabbagh Mohammadi Nasab Pages 13-32

    Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is a plant with high nutritional value and growth potential, thus has a proper production in adverse environmental conditions. However, the enhancement of plant growth in these conditions could be achieved by different approaches. The use of endophytic microorganisms such as Serendipita indica fungus may help plant growth, especially under salt-stressed conditions. In this research, an experiment was performed using a factorial completely randomized design with three replications in a sterile sandy loam soil under greenhouse conditions. Experimental factors included two levels of S. indica (inoculation and non-inoculation) and salinity levels of 1.47 (initial electrical conductivity of soil), 5, 10, 20 and 30 dS/m which prepared by sodium chloride solution. The results showed that the interaction effect of salinity and fungal inoculation was significant for all measured characteristics (P < 0.05) except for proline. The inoculation of S. indica was able to increase the fresh weight of quinoa shoot by 18.5, 15.0, 39.4 and 45.4% compared to the non-inoculated treatment at salinity levels of 1.47, 5, 10 and 20 dS/m, respectively. The inoculation caused an increase in shoot fresh weight by 18% at initial electrical conductivity (5 dS/m), while a marked increase (~41%) was observed in inoculated plants compared to the no fungus treatment at EC level of 20 dS/m. The fungus increased the root weight by 12.9, 20.1 and 31.5% at salinity levels of 1.47, 5 and 10 dS/m compared to the non-fungal treatment, respectively. Compared to the non-fungal plants, the electrolyte leakage was significantly reduced in the inoculated plants at 10 dS/m. Fungal inoculation had pronounced effect on relative water content (RWC) of leaf at 5 dS/m and increased RWC by 23%, compared to the non-fungus treatment. Moreover, the increasing of salinity stress up to 30 dS/m reduced the percentage of root colonization by 19.9% compared to the non-fungus control. Overall, the application of S. indica significantly increased the biomass production of quinoa under salinity stress conditions.

    Keywords: Salinity stress, Serendipita indica, Proline, Leaf water potential, Relative water content, Electrolyte leakage
  • R. Amooaghaie*, M. Majidi Pages 33-51

    Salinity is one of the most common abiotic stresses that affects growth and secondary metabolism in medicinal plants. In this study, the effects of two times foliar application of nano titanium dioxide on some agronomic traits of ajowan (Carum copticum) under salinity stress was investigated in a pot experiment. This study was conducted as a factorial experiment with completely randomized design and three replications. The factors included three levels of salinity (0, 50, and 100 mg L-1) and 5 concentrations of TiO2 nanoparticles (0, 10, 20, 40, and 80 mg L-1). Salinity treatments were implemented by adding NaCl to irrigation water of pots containing clay soil three times per week. The results showed that long-term irrigation with slightly saline water significantly decreased dry matter yield, height, total chlorophyll, weight of 100 seeds, number of seeds per plant, and seed yield and increased lipid peroxidation and the activities of catalase ( CAT ) and peroxidase (POX). Impact of 50 mg L-1 salt was not significant on essential oil percentage and essence yield; but 100 mg L-1 salt significantly (33.1%) decreased essential oil content. Foliar spraying of plants with 20 and 40 mg L-1 nano titanium dioxide had the most positive impact on growth and seed yield and significantly lowered lipid peroxidation via enhancing the activities of antioxidant enzymes under salt stress. Foliar spraying with 40 mg L-1 nano titanium dioxide significantly improved essential oil concentration (43.3%) and total essential oil yield (59.7%) under 100 mg L-1 salinity condition. The effect of foliar spraying with 80 mg L-1 nano titanium dioxide on some of the measured attributes was less than the impact of applying 20 and 40 mg L-1 nano titanium dioxide. These results suggest that foliar application of nano titanium dioxide with appropriate concentration improves salt tolerance, seed yield and essential oil content in ajowan.

    Keywords: Essential oil, Antioxidant enzymes, Salinity stress, Ajowan, Yield, its components, Nano-TiO2
  • M. Yaghobvand, H. Mumivand*, A. Banan, M.R. Raji Pages 53-68

    The present study was conducted with the aim of symbiotic integration of Cyprinus carpio and five species of mint in the aquaponics system. The experiment was performed as a split plot design in time. Mentha species including Mentha aquatica, Mentha pulegium, Mentha spicata, Mentha suaveolens and Mentha piperita were considered as the main plot and harvest times (first and second) were used as sub-plots. The highest leaf number, internode length, number of stolon and leaf area were belonged to M. aquatica. On the other hand, M. aquatica, M. piperita and M. pulegium showed the highest shoot dry weight and stem diameter, while, the highest dry weight of stem and plant height were obtained in M. pulegium. The highest leaf/stem ratio was also observed for M. suaveolens, M. spicata and M. aquatic, respectively The highest relative water content (RWC) was related to M. piperita, which was not significantly different from those of M. aquatica, M. spicata and M. suaveolens. The highest greenness (SPAD) index was obtained in M. aquatica and M. piperita. Almost all of the studied traits including leaf fresh weight, stolon fresh weight, shoot fresh weight, leaf number, plant height, number of stem, leaf area, RWC and SPAD index were higher in the second harvest of mint species. Overall, M. aquatica and M. piperita showed a better performance than other species in terms of most of the studied traits and may be recommended for cultivation in the aquaponics system.

    Keywords: Aquaponics, Biochemical traits, Interspecies differences, Mint
  • M.S. Sadeghi*, N. Ahmadi, E. Keshtkar Pages 69-86

    Heavy metals, as a limiting factor, affect plant physiological characteristics. Heavy metals toxicity leads to poor seed germination and limited plant growth. The effect of heavy metal lead (Pb) at six concentrations was investigated on morphological and biochemical traits of Bellis perennis in a completely randomized design experiment with five replications. Also, the ability of lead absorption by B. perennis was evaluated. The results showed that at higher concentrations of Pb, the percentage and rate of seed germination were decreased. Other traits such as root and shoot dry weights decreased significantly with increased lead concentrations by 70% and 23%, respectively. Total chlorophyll a + b decreased as Pb concentration was increased (66%). Proline accumulation and activity of catalase and ascorbate peroxidase enzymes increased significantly at higher concentrations of Pb by 30%, 42%, and 42%, respectively. Based on the changes in some plant traits such as enrichment coefficient, phytoextraction potential, and tolerance index, it can be concluded that B. perennis might have a high potential for phytoremediation, and also lead metal refining ability. It was observed that the Pb application did not prevent seed germination of B. perennis, but increasing concentrations disrupted some seed germination traits. Bellis perennis showed good tolerance at low concentrations of Pb, while at higher concentrations, the tolerance index decreased by about 60%, suggesting an acceptable tolerance at high concentrations. Significant accumulation of Pb in the roots of B. perennis indicated it is a suitable plant for phytoremediation in lead-contaminated environments.

    Keywords: Heavy metal, Ornamental species, Plant resistance, Phytoremediation, Transport factor
  • S. Seifi, B. Souri* Pages 87-99

    A large part of the cultivated soils in western Iran is calcareous. This is effective in reducing the availability of essential nutrients in the soil and their uptake by plants. This study's aim was to investigate the effect of different levels of sulfur on chemical properties of a calcareous soil and tomato yield. The experiment was carried out in a greenhouse using sulfur at five levels of 0, 1, 2, 3, and 4 g/kg soil with the bacterium Thiobacillus thioparus with three replications (15 pots in total). Tomato seeds were sown two weeks after adding sulfur to the potting soil. At the end of the 60-day growth period, leaf samples and tomato crops were harvested to measure nutrient concentrations and determine the yield, respectively. The results showed that the application of sulfur significantly affected soil pH (19.9 to 20.4%), electrical conductivity (18.7 to 21.5%), and the availability of P (16.2 to 21.2%), Cu (16.6 to 22.8%), Zn (16.8 to 21.9%) and Fe (18.2 to 22.5%) in the soil. The concentrations of these elements were also affected in the plant tissue due to soil sulfur application in the range of 17.7 to 21.3% for P, 18.6 to 21.4% for Cu, 16.4 to 22.9% for Zn and 21.5 to 22.6% for Fe, respectively. Plant height was influenced similarly with an increase from 17.2 to 22.7%. In general, the results of this study showed that applying sulfur up to three grams per kilogram of calcareous soil could increase the uptake of nutrient elements by the plants through improving their availability which in turn resulted in the growth and yield increase of tomato.

    Keywords: Thiobacillus, Soil properties, Nutrient elements, Greenhouse, Western Iran
  • R. Soleimani, E. Chavoshi*, H. Shirani, I. Esfandiarpour Boroujeni Pages 101-114

    Quick and accurate estimation of soil available water as one of the most critical soil quality indices plays an essential role in agricultural water resources management. The present study estimated the least limiting water range (LLWR) for 250 soil samples taken from Khanmirza plain in Chaharmahal and Bakhtiari province. Artificial intelligence method (combining genetic algorithm (GA) with artificial neural network (ANN)) and readily available soil properties were used for this purpose. The LLWR was considered as output variable, and sand, silt and clay percentages, organic carbon content, bulk density (BD), particle density (PD), pH, electrical conductivity (EC) and equivalent calcium carbonate (CCE) were considered as input variables. From 250 data, 200 were allocated to model training and 50 to model testing. The statistical analyses showed that the artificial neural network had a reasonable estimate of LLWR with a coefficient of determination of 0.93. Finally, the combined model of artificial neural network-genetic algorithm (ANN-GA) with the highest coefficient of determination (R2 = 0.96) was identified as the most appropriate model for predicting LLWR. The two models of artificial neural network and genetic algorithm generally showed better performance than the regression equations.

    Keywords: Artificial neural network, Least limiting water range (LLWR), Readily available soil properties, Khanmirza plain