فهرست مطالب

تولید گیاهان زراعی - سال چهاردهم شماره 3 (پاییز 1400)

مجله تولید گیاهان زراعی
سال چهاردهم شماره 3 (پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/30
  • تعداد عناوین: 8
|
  • خداداد مصطفوی*، علی صارمی راد صفحات 1-12
    سابقه و هدف

    برهم کنش ژنوتیپ و محیط یکی از مهم ترین عامل های ایجادکننده محدودیت در برنامه های اصلاحی محسوب می شود. هدف از پژوهش حاضر تجزیه برهم کنش ژنوتیپ و محیط برای عملکرد دانه ذرت دانه ای در شرایط آب و هوایی متفاوت جهت شناسایی ارقام سازگار و پایدار برای محیط های مورد مطالعه بر اساس مدل اثرات اصلی افزایشی و اثرات متقابل ضرب پذیر و روش گرافیکی GGE بای پلات بود.

    مواد و روش ها

    تعداد 12 ژنوتیپ ذرت دانه ای به منظور مطالعه پایداری و سازگاری در چهار محیط (اراک، بیرجند، شیراز و کرج) مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1395 انجام شد. از روش های تجزیه پایداری امی و GGE بای پلات جهت تجزیه وتحلیل برهم کنش ژنوتیپ و محیط عملکرد دانه استفاده گردید.

    یافته ها

    نتایج حاصل از تجزیه واریانس امی حاکی از معنی دار بودن اثر محیط و اثر ژنوتیپ در سطح احتمال 1 درصد و برهم کنش ژنوتیپ با محیط در سطح احتمال 5 درصد بود. تجزیه اثرات ضرب پذیر نشان داد که تنها مولفه اول برهم کنش ژنوتیپ با محیط در سطح احتمال 1 درصد معنی دار است و به تنهایی حدود 63 درصد از واریانس برهم کنش را تبیین می نماید. بای پلات حاصل از میانگین عملکرد دانه برای ژنوتیپ ها و محیط ها و اولین مولفه اصلی برهم کنش موید برتری ژنوتیپ 6 به دلیل دارا بودن عملکرد دانه و پایداری بالا نسبت به سایر ژنوتیپ های تحت بررسی بود. نتایج به دست آمده از روش گرافیکی GGE بای پلات نشان داد که مولفه اصلی اول و دوم به ترتیب 97/66 و 57/20 درصد و مجموعا 53/87 درصد از تغییرات کل موجود در داده های عملکرد دانه را توجیه می کند. بای پلات بررسی و مقایسه محیط ها نشان دهنده واکنش مشابه محیط های اراک، بیرجند و شیراز از نظر رتبه عملکرد دانه ژنوتیپ ها بود. نمودار بای پلات چند ضلعی محیط های تحت بررسی را در یک ابر محیط قرار داد که در آن تنها ژنوتیپ 6 پایدار بود. بر اساس بای پلات ژنوتیپ ایده آل فرضی ژنوتیپ 6 از لحاظ هر دو جنبه پایداری و میانگین عملکرد دانه مطلوب تر از بقیه ژنوتیپ ها بود و سازگاری عمومی زیادی در همه محیط های تحت مطالعه از خود نشان داد.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه با استفاده از روش های چندمتغیره موید تاثیر بسزای اثر محیط بر عملکرد دانه در ذرت بود. ژنوتیپ های مورد بررسی تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه ای را نشان دادند. این تنوع ژنتیکی میان ژنوتیپ ها به اندازه ای بود که تقریبا دو برابر عامل محیط در توجیه واریانس کل نقش داشت. نتایج حاصل از هر دو روش ژنوتیپ 6 (KSC704) را به عنوان ژنوتیپ پایدار معرفی کردند. این ژنوتیپ در هر چهار محیط تحت مطالعه بهترین ژنوتیپ بود.

    کلیدواژگان: پایداری، ذرت، سازگاری، محیط بزرگ
  • سید محسن سیدی*، جواد حمزه ئی صفحات 13-24
    سابقه و هدف

    تناوب زراعی یک توالی سالیانه محصولات است که در همان زمین رشد می کنند. تناوب خوب محصول، یک جایگزینی منظم از طبقات مختلف محصولات کشاورزی است. تناوب زراعی باید به گونه ای انجام شود که بتوان بازده زیادی را به دست آورد و مزرعه را با کم ترین هزینه آماده نمود و خاک را حاصلخیز کرد. گیاهان زراعی خانواده حبوبات در تناوب زراعی می-توانند به دلیل افزایش نیتروژن در دسترس خاک و سایر مزایای زراعی بهره وری محصولات زراعی بعدی را بهبود ببخشند. با این حال، میزان این اثر با شرایط محیطی ، شیوه های مدیریت کشاورزی و گونه های حبوبات متفاوت است. همچنین، حبوبات می توانند با تقویت تشکیل و تثبیت خاک دانه های خاک از کربن آلی خاک در برابر معدنی شدن محافظت کنند. لذا، به منظور بررسی کارایی مصرف نیتروژن، رشد و عملکرد گندم تحت تاثیر مدیریت کود و پیش کاشت با گیاهان زراعی این آزمایش انجام شد.

    مواد و روش ها

    آزمایشی دوساله طی سال های زراعی 92-1391 و 93-1392 به صورت فاکتوریل و بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا همدان اجرا شد. فاکتور اول تناوب در دو سطح نخود و ذرت (علوفه ای) و فاکتور دوم سطوح مختلف کود اوره در 6 سطح (0، 40، 80، 120، 160 و 200 کیلوگرم در هکتار) بود. عملیات برداشت محصول در تیر 1392 و 1393 انجام شد. تجزیه واریانس داده ها توسط نرم افزار آماری SAS نسخه 2/9 صورت گرفت.

    یافته ها

    نتایج آزمایش نشان داد که تقریبا تمام صفات مورد ارزیابی گندم تحت تاثیر تیمارهای تناوب و کاربرد کود نیتروژن قرار گرفتند. اما، هیچ کدام از صفات گندم تحت تاثیر اثر متقابل تناوب × کود نیتروژن قرار نگرفتند. بیش ترین میزان عملکرد بیولوژیک (1486 گرم در متر مربع)، عملکرد دانه (675 گرم در متر مربع) و درصد پروتیین دانه (70/13 درصد) در تناوب نخود مشاهده شدند. تناوب در مقایسه با ذرت صفات عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه و درصد پروتیین دانه گندم را به ترتیب حدود 17، 21 و 18 درصد بهبود بخشید. طبیعی است که با توجه به بهبود شرایط فیزیکوشیمیایی خاک بعد از کشت حبوباتی مثل نخود ویژگی های رشدی و عملکرد گیاه بعدی (در اینجا گندم) بهتر شود. در بین سطوح کود، کم ترین میزان عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و نیز درصد پروتیین گندم در عدم مصرف اوره به دست آمد (به ترتیب حدود 1102 و 417 گرم در متر مربع و 06/11 درصد). همچنین، بیش ترین میزان عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و نیز درصد پروتیین در مصرف 200 کیلوگرم در هکتار اوره به دست آمد (به ترتیب حدود 1544 و 775 گرم در متر مربع و 24/13 درصد)، اما مقادیر به دست آمده در این تیمار با تیمار مصرف 160 کیلوگرم در هکتار اوره اختلاف معنی داری نداشت. یکی از شناخته شده ترین اثرات کودهای نیتروژنه، بهبود صفات رشدی و عملکرد محصولات است. بالاترین کارایی مصرف نیتروژن نیز، در پیش کاشت نخود و کم ترین سطح مصرف کود مشاهده شد. در این مطالعه صفات رشد و عملکرد گندم از قبیل ارتفاع بوته، شاخص کلروفیل، اجزای عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و دانه، شاخص برداشت و درصد پروتیین دانه به دلیل کاربرد اوره افزایش یافت.

    نتیجه گیری

    به نظر می رسد در زراعت گندم برای کاهش مصرف کودهای نیتروژنه و کمک به سلامت محیط زیست استفاده از پیش کاشت حبوبات مثل نخود راه حل مناسبی باشد. همچنین، توجه به سطوح کودی بهینه و عدم مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی به پایداری کشاورزی کمک شایانی خواهد نمود.

    کلیدواژگان: پیش کاشت، تناوب، غلات، کود اوره، گندم
  • زهرا کریمی دستگردی*، شهرام محمدی، محمد ربیعی، سعدالله هوشمند صفحات 27-42
    سابقه و هدف

    گیاهان در شرایط مزرعه ای در معرض تنش خشکی قرار دارند. وقوع این خشک سالی ها، اثر بسیار زیان باری را بر بخش های کشاورزی و اقتصادی کشور تحمیل کرده است. پاسخ گیاهان به تنش خشکی به نوع، شدت تنش، مدت تنش، گونه گیاهی و مرحله وقوع تنش بستگی دارد. تحقیقات نشان داده است که تنش رطوبت قبل از پنجه زنیموجب کاهش تعداد پنجه بارور می شود. تنش در مرحله تلقیح گل ها وزن و تعداد دانه را کاهش داده و باعث عقیمی خوشه می شود و تنش رطوبت در طول دوره پر شدن دانه تولید دانه های چروکیده می کند. هدف از این مطالعه بررسی اثر حالت های مختلف تنش آبی بر عملکرد، اجزای عملکرد و عقیمی انتهایی خوشه در ژنوتیپ های گندم بود.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر سه رژیم متفاوت تنش خشکی بر عقیمی گندم و عملکرد دانه، سه آزمایش جداگانه یکی تحت شرایط بدون تنش، تنش در مرحله تقسیم زایشی (مراحل 40-49 زیداکس) و شرایط مداوم تنش تا 30% ظرفیت زراعی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و ده تیمار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد در سال 1398 انجام شد. ارقام مورد بررسی در این آزمایش شامل الوند، روشن، بک کراس روشن، ژنوتیپ های در دست اصلاح Ehdaei 81 ، Ehdaei 82 ، Ehdaei 79، ژنوتیپ های خارجی Oxley، ChineseSpring ، 604 و ژنوتیپ DN11 بودند.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس نشان داد که از لحاظ اکثر صفات، بین ژنوتیپ ها اختلاف معنی دار وجود داشت. عکس العمل ارقام گندم در سه آزمایش متفاوت بود ولی تنش خشکی در همه ی انواع تنش ها موجب کاهش صفات مورد ارزیابی گردید. تحت شرایط تنش در مرحله میوز و تنش در 30% ظرفیت زراعی، بیشترین میزان عملکرد دانه را ژنوتیپ اکسلی (به ترتیب 3/53 و 3/35 گرم در بوته) به خود اختصاص داد و ژنوتیپ 604 بیشترین تعداد بذر بارور و کمترین مقدار گلچه عقیم را تولید نمود. بیشترین میزان شاخص عقیمی انتهایی سنبله اصلی در شرایط تنش در مرحله میوز و تنش 30% ظرفیت زراعی در ژنوتیپ های Ehdaei 81 و Ehdaei 79 به ترتیب با میانگین 0/57 و 0/51 مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    تنش خشکی در همه انواع تنش موجب کاهش صفات مورد ارزیابی گردید. در اثر وقوع تنش تعداد گلچه عقیم افزایش و عملکرد کاهش یافت. تنش در مرحله میوز تاثیر بسزایی در افزایش شاخص عقیمی انتهایی سنبله اصلی و شاخص عقیمی کل داشته است و تنش 30% ظرفیت زراعی در کاهش عملکرد دانه و شاخص برداشت و افزایش تعداد پنجه های عقیم در ژنوتیپ های گندم موثر بوده است. واژه های کلیدی: گندم، شرایط متفاوت آبیاری، عملکرد، اجزای عملکرد و شاخص عقیمی.

    کلیدواژگان: تنش آبی، شاخص عقیمی، عملکرد، گندم
  • میترا رستمی هیر، پریسا شیخ زاده*، سعید خماری، ناصر زارع صفحات 43-64
    سابقه و هدف

    تنش کم آبی یکی از رایج ترین تنش های غیر زیستی است که رشد و نمو و عملکرد گیاهان زراعی مانند کلزا را کاهش می دهد. استفاده از ریز مغذی ها در گیاهان دانه روغنی ، به عنوان یکی از راهکارهای بسیار مفید و کارآمد در شرایط تنش خشکی است که ضمن افزایش عملکرد دانه ، به افزایش تحمل گیاه منجر می شود. برهمین اساس، این پژوهش با هدف بررسی اثر کاربرد برگی نانواکسید مولیبدن بر برخی از صفات فیزیولوژیک و زراعی کلزای پاییزه در شرایط تنش خشکی انتهای فصل انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر محلول پاشی نانواکسید مولیبدن بر برخی خصوصیات فیزیولوژیک و عملکردی کلزا تحت تنش خشکی انتهای فصل، این آزمایش به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 98-1397 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا گردید. تیمارهای مورد مطالعه شامل آبیاری (آبیاری کامل و قطع آبیاری در مرحله گلدهی) به عنوان کرت اصلی و محلول پاشی با نانواکسید مولیبدن (عدم محلول پاشی (صفر)، محلول پاشی با غلظت 25 و 50 میلی گرم در لیتر) به عنوان کرت فرعی بودند. صفات اندازه گیری شده شامل شاخص سبزینگی، محتوای نسبی آب برگ، میزان هدایت الکتریکی مواد نشت یافته از برگ ها و میزان مالون دی آلدهید، ارتفاع بوته، تعداد شاخه جانبی، تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و درصد و عملکرد روغن بودند.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که اعمال تنش خشکی در مرحله گلدهی موجب کاهش معنی دار شاخص سبزینگی و محتوای نسبی آب برگ و افزایش میزان نشت الکترولیت ها و مالون دی آلدهید در بوته های کلزا گردید که در نهایت موجب کاهش معنی دار عملکرد و اجزای عملکرد کلزای پاییزه شد. انجام محلول پاشی بوته های کلزا با غلظت های 25 و 50 میلی گرم در لیتر نانواکسید مولیبدن در شرایط تنش خشکی موجب بهبود شاخص سبزینگی و محتوای نسبی آب برگ و کاهش پراکسیداسیون لیپیدی غشا، عملکرد و اجزای عملکرد کلزای پاییزه در مقایسه با تیمار شاهد گردید. کاربرد 25 میلی گرم در لیتر نانواکسید مولیبدن در شرایط تنش خشکی انتهای فصل سبب افزایش 6/31 درصدی تعداد خورجین در بوته، 09/10 درصدی وزن هزار دانه، 37/28 درصدی عملکرد دانه و 71/27 درصدی عملکرد روغن دانه در مقایسه با تیمار عدم محلول پاشی گردید. در شرایط آبیاری کامل بیش ترین ارتفاع بوته، تعداد شاخه جانبی و تعداد خورجین در بوته با کاربرد 25 میلی گرم در لیتر نانواکسید مولیبدن به دست آمد.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که قطع آبیاری در مرحله گلدهی تاثیر منفی بر رشد و عملکرد کلزای پاییزه داشت. محلول پاشی بوته های کلزا با نانواکسید مولیبدن در شرایط مساعد و نامساعد محیطی، تاثیر مثبت و معنی داری بر صفات فیزیولوژیک و زراعی اندازه گیری شده در کلزا داشت. این امر باعث بهبود عملکرد دانه و عملکرد روغن دانه و کاهش اثرات منفی ناشی از تنش کم آبی گردید. در بین تیمارهای محلول پاشی، بیش ترین افزایش در صفات فیزیولوژیک و عملکردی کلزا در شرایط آبیاری کامل و تنش خشکی در تیمار کاربرد 25 میلی گرم در لیتر نانواکسید مولیبدن به دست آمد. بنابراین، محلول پاشی بوته های کلزا با غلظت 25 میلی گرم در لیتر نانواکسید مولیبدن برای کاهش اثرات مخرب تنش خشکی و بهبود عملکرد دانه و روغن پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: دانه های روغنی، عملکرد روغن، عناصر ریزمغذی، کاربرد برگی
  • سحر جنتی، همت الله پیردشتی، حسین کاظمی*، معصومه یونس آبادی، راضیه شاهی مریدی صفحات 65-83
    سابقه و هدف

    کلزا (L. Brassica napus) به عنوان یکی از مهم ترین گیاه روغنی، سومین منبع تامین کننده روغن و کنجاله در جهان می باشد. در حالی که بخش عمده‏ای از روغن نباتی مورد نیاز کشور از خارج تامین می‏شود، این گیاه با داشتن عملکرد مناسب و سازگاری با مناطق مختلف اقلیمی، می‏تواند نقش مهمی در افزایش تولید روغن و کنجاله مورد نیاز کشور ایفا کند، هرچند قابلیت تولید دانه و درصد روغن در ارقام کلزا، تحت تاثیر شرایط محیطی و مدیریت زراعی قرار می‏گیرد. بنابراین شناخت ارتباط بین شاخص های تولید محصول و متغییرهای محیطی و مدیریتی برای دستیابی به عملکرد پایدار ضروری به نظر می رسد. هدف از این پژوهش کمیسازی روابط بین متغییرهای اقلیمی و عوامل مدیریتی با تنوع‏زیستی گیاهی و عملکرد دانه کلزا در مزارع شهرستان گرگان بود.

    مواد و روش‏ها

    این مطالعه به صورت پیمایشی در 58 مزرعه شهرستان گرگان در سال زراعی 95-1394 انجام شد. اطلاعات مدیریتی هر مزرعه از قبیل سابقه کشاورزی، نوع تناوب زراعی، میزان مصرف کودهای شیمیایی و سموم، نوع ادوات خاکورزی، میزان بذر مصرفی، ادوات سمپاشی، ادوات کاشت و سایر اطلاعات بهره ‏برداران، در قالب پرسش‏نامه و از طریق مصاحبه چهره به چهره با کشاورزان جمع‏آوری گردید. همچنین عملکرد هر مزرعه ثبت شد. برای جمع‏آوری اطلاعات هواشناسی مورد نیاز این مطالعه، از ایستگاه‏های باران‏سنجی و هم‏دیدی مستقر در سطح استان گلستان استفاده شد. این داده ها از اداره کل هواشناسی استان گلستان تهیه شدند. متغییرهای اقلیمی مورد مطالعه عبارت بودند از: بارش سالانه، دمای سالانه کمینه، دمای سالانه بیشینه و دمای متوسط سالانه. سپس دادهای جمع‏آوری شده در محیط Excel آماده سازی شدند. در گام بعدی به منظور تعیین ارتباط بین عملکرد و تنوع زیستی گیاهی با عوامل اقلیمی و مدیریتی، از تحلیل تطبیقی RDA در نرم افزار Canocoنسخه 5/4 استفاده شد.

    یافته ‏ها

    نتایج نشان داد عوامل مدیریتی از قبیل سابقه کشاورز، استفاده از کودپاش، استفاده از کود فسفر، نوع رقم (هایولا)، کود پتاسیم، کود نیتروژن، خاکورزی با دیسک و مصرف کود دامی تاثیر زیادی بر عملکرد دانه داشتند. زیرا این عوامل زاویه نزدیک‏تری با بردار عملکرد کلزا داشتند. اما عواملی مانند، آتش زدن بقایای محصول قبل، کودپاشی بصورت دستی، استفاده از رقم آر جی اس، کاشت بذر به صورت دستی و خاکورزی با گاوآهن برگردان دار، اثر معکوس بر عملکرد کلزا داشتند. در بین عوامل اقلیمی بارش سالانه، مهمترین عامل اقلیمی تاثیر گذار بر عملکرد دانه بود، در حالی‏که سایر عوامل مانند دماهای متوسط، بیشینه و کمینه نسبت به عامل بارش، از اثرگذاری کمتری برخوردار بودند. همچنین دامنه تغییرات شاخص های تنوع شانون، سیمپسون و عکس سیمپسون به ترتیب، 2/2-9/0، 46/0-11/0 و 9/4-1/2 محاسبه شد. براساس خروجی نرم افزار Canoco ، متغییر بارش سالانه بر شاخص های تنوع زیستی گیاهی در مزارع کلزا تاثیر مثبتی داشت.

    نتیجه‏ گیری

    بطور کلی براساس نتایج بدست آمده با مصرف بهینه کود نیتروژن، مدیریت مطلوب گیاهان‏هرز و بیماری‏ها، مصرف مناسب بذر، انتخاب تاریخ کشت مناسب، انتخاب رقم‏های مناسب و با ضدعفونی بذر می‏توان عملکرد محصول کلزا را در مزارع گرگان افزایش داد.

    کلیدواژگان: شاخص های تنوع زیستی، عملکرد، عوامل مدیریتی، عوامل اقلیمی، RDA
  • مریم سلطانیان*، مهدی نادری خوراسگانی، علی تدین، مژگان عباسی صفحات 85-106
    سابقه و هدف

    محتوای کلروفیل برگ ها در گیاهان معرف چگونگی سلامتی، وضعیت فیزیولوژیکی، فعالیت فتوسنتزی و میزان نیتروژن آن هاست. نظارت بر محتوای رنگ دانه های گیاهان زراعی به شناسایی وضعیت تغذیه گیاه و تنش های محیطی قبل از آسیب جدی به محصول و عملکرد کمک می کند. این تحقیق به منظور تخمین محتوای رنگ دانه های برگ گندم (Triticum aestivum L.) به عنوان یکی از مهم ترین محصولات زراعی به کمک داده های ماهواره لندست 8 و مدل های آماری در شهرستان شهرکرد، استان چهارمحال و بختیاری در سال 1396 انجام شد.

    مواد و روش ها

    برای این منظور 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 ماهواره لندست بود. در هر واحد 5 پلات (5/0 × 5/0 متر) در چهار گوشه و مرکز مربع در نظر گرفته شد. جمع آوری نمونه ها هم زمان با عبور ماهواره انجام شد. نمونه ها به آزمایشگاه منتقل و محتوای کلروفیل و کارتنویید اندازه گیری شد. داده های تصاویر ماهواره لندست 8 مربوط به زمان نمونه برداری پردازش و شاخص های گیاهی محاسبه شد. برای به دست آوردن مدل های برآورد محتوای کلروفیل و کاروتنویید برگ گندم از روش-های رگرسیون های خطی ساده و چندگانه گام به گام استفاده گردید.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که در بین شاخص های انتخاب شده، شاخص PSRI برای برآورد محتوای کلروفیل a (408/0 = R2و µg.cm-2 38/8 = RMSE)، کلروفیل b (400/0 = R2و µg.cm-2 69/3 = RMSE) و کلروفیل کل برگ (500/0 = R2و µg.cm-2 82/10 = RMSE)، شاخص CRI (480/0 = R2و µg.cm-2 92/2 = RMSE) برای برآورد محتوای کاروتنویید برگ و شاخص SIPI (603/0 = R2و µg.cm-2 17/0 = RMSE) برای برآورد نسبت کاروتنویید به کلروفیل a در رگرسیون خطی ساده، دقت بهتری داشتند. مدل های مبتنی بر رگرسیون خطی چندگانه گام به گام محتوای کلروفیل a را با 557/0 = R2 و µg.cm-2 73/7 = RMSE، کلروفیل b را با 471/0 = R2 و µg.cm-2 69/3 = RMSE، کلروفیل کل را با 611/0 = R2 و µg.cm-2 10/10 = RMSE، کاروتنویید را با 500/0 = R2و µg.cm-2 01/2 = RMSE و نسبت کاروتنویید به کلروفیل a را با 756/0 = R2 و µg.cm-2 12/0 = RMSE برآورد کرد. شاخص های PSRI و CVI برای برآورد محتوای کلروفیل a و کل، شاخص PSRI برای برآورد محتوای کلروفیل b، شاخص های CRI و TCI/OSAVI برای برآورد محتوای کاروتنویید و شاخص های SIPI، GNDVI، EVI، CIgreen، TCARI و OSAVI برای برآورد نسبت کاروتنویید به کلروفیل a برگ گندم موثرترین شاخص ها در مدل رگرسیون خطی چندگانه گام به گام بودند. در مطالعه ما برآورد محتوای کلروفیل a، کل، کاروتنویید و نسبت کاروتنویید به کلروفیل a برگ بر اساس رگرسیون خطی چندگانه گام به گام نسبت به مدل رگرسیون خطی ساده نتایج بهتری را نشان دادند. برآورد محتوای کلروفیل b در هر دو روش یکسان بود.

    نتیجه گیری

    استفاده از شاخص های گیاهی حاصل از داده های لندست 8 امکان برآورد محتوای رنگ دانه های برگ گندم را در منطقه مورد مطالعه با نتایج نسبتا خوبی فراهم می کند. چنین اطلاعاتی برای کشاورزان به منظور پایش اولیه ضعیت کیفیت و کمیت تولید اهمیت داشته و منجر به یک برنامه ریزی کاربردی و کارآمد در روند کوددهی می شود.

    کلیدواژگان: سنجش از دور، شاخص های گیاهی، کاروتنوئید، کلروفیل، گندم
  • فهیمه علیزاده، فائزه زعفریان*، بنیامین ترابی، رحمت عباسی صفحات 107-124
    سابقه و هدف

    یکی از راهکارهای افزایش عملکرد در واحد سطح، استفاده از ارقام مناسب و سازگار با شرایط اقلیمی هر منطقه در تراکم مناسب کاشت است، به نحوی که حداقل رقابت بین بوته ها وجود داشته باشد. تعیین تراکم مناسب کشت برای ارقام کلزا بسیار حایز اهمیت می باشد و نقش تعیین کننده ای برای دستیابی به عملکرد مطلوب دارد. کاشت محصول برای هر گیاه و رقم باید در تراکمی صورت گیرد که گیاه به خوبی سبز شده، استقرار یافته و در هر یک از مراحل رشد، فضای کافی جهت حداکثر استفاده از عوامل محیطی را داشته باشد و تا حد امکان با شرایط نامساعد روبرو نشود.

    مواد و روش ها

    این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سال زراعی 97-1396 در مزرعه ی تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی قراخیل در شهرستان قایمشهر اجرا شد. تیمارها شامل: تراکم های 42، 66، 88، 114 و 133 بوته در متر مربع و چهار رقم کلزا شامل: هایولا 401، آگامکس، هایولا 4815 و تراپر که در سه تکرار اجرا شد. صفات مورد ارزیابی شامل شاخص های رشد نظیر میزان ماده خشک کل، شاخص سطح برگ، سرعت رشد محصول، سرعت رشد نسبی و سرعت فتوسنتز خالص و همچنین عملکرد دانه بود.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که اثر متقابل رقم و تراکم بوته تنها برای شاخص های رشدی ماده خشک کل و شاخص سطح برگ تفاوت معنی داری داشت؛ بیشینه مقدار ماده خشک کل (910 گرم در متر مربع) و شاخص سطح برگ (53/3) در رقم هایولا 401 و در تراکم 88 بوته در متر مربع و کمینه مقدار ماده خشک کل (393 گرم در متر مربع) و شاخص سطح برگ (26/2) در رقم تراپر و در تراکم 42 بوته در متر مربع مشاهده شد. طبق جدول تجزیه واریانس تنها اثر اصلی تراکم بر سرعت رشد محصول، سرعت رشد نسبی و سرعت فتوسنتز خالص معنی دار بود که بر اساس آن بیشترین سرعت رشد محصول با میانگین 36/11 گرم در متر مربع در روز مربوط به تراکم 88 بوته در متر مربع و کمترین مقدار آن نیز با میانگین 91/5 گرم در متر مربع در روز از تراکم 42 بوته در متر مربع بدست آمد. همچنین بیشینه میزان سرعت رشد نسبی (0580/0 گرم بر گرم در روز) و سرعت فتوسنتز خالص (49/3 گرم در متر مربع در روز) نیز در تراکم 88 بوته در متر مربع و کمینه مقدار سرعت رشد نسبی (0530/0 گرم بر گرم در روز) و سرعت فتوسنتز خالص (99/2 گرم در متر مربع) مربوط به تراکم 42 بوته در متر مربع بود. شایان ذکر است که بیشترین میزان عملکرد دانه نیز با میانگین 8/7031 کیلوگرم در هکتار مربوط به رقم هایولا 401 با تراکم 88 بوته در متر مربع بود.

    نتیجه گیری

    با افزایش تراکم از 42 بوته در متر مربع میزان تولید ماده خشک و سطح برگ افزایش یافت؛ به طوریکه بیشترین میزان ماده خشک و شاخص سطح برگ در رقم هایولا 401 و در تراکم 88 بوته در متر مربع حاصل شد و بیشترین میزان سرعت رشد محصول، سرعت رشد نسبی و سرعت فتوسنتز خالص نیز در تراکم 88 بوته در متر مربع بدست آمد. لذا در تراکم های پایین به علت عدم بسته شدن تاج پوشش کامل و کم بودن سطح دریافت کننده تابش (برگ ها) تولید ماده خشک کمتر شد، حال آنکه با افزایش تراکم از 88 بوته در متر مربع به علت افزایش رقابت درون گونه ای از تولید ماده خشک و شاخص سطح برگ کاسته شد. لذا با توجه به نتایج حاصله، کاشت رقم هایولا 401 در تراکم 88 بوته در متر مربع برای دستیابی به عملکرد بالا در شرایط آب و هوایی مازندران قابل توصیه می باشد.

    کلیدواژگان: شاخص های رشدی، عملکرد دانه، تراکم، رقم
  • فاطمه شیخ*، پیمان شریفی، حسین آسترکی، خالد میری، رضا سخاوت صفحات 125-143
    سابقه و هدف

    باقلا (Vicia faba L.) به واسطه درصد پروتیین و ارزش تغذیه ای زیاد یکی از حبوبات مهم محسوب می شود و قابلیت کشت به صورت دیم را دارد. باقلا یکی از حبوبات با ارزش است که با تثبیت بیولوژیکی نیتروژن، ایجاد تنوع در سیستم های زراعی، کاهش بیماری ها، آفات و علف های هرز به پایداری سیستم های زراعی کمک می کند. کاهش سطح زیرکشت آن در کشور به دلیل ناپایداری زیاد عملکرد در مواجهه با تنش های زیستی و غیر زیستی است. عملکرد دانه باقلا به شدت تحت تاثیر محیط قرار می گیرد و به نژادگران اغلب عملکرد و پایداری بالا را به عنوان معیارهای معرفی رقم می سنجند. هدف از این مطالعه، شناسایی لاین های برتر از نظر عملکرد و پایداری عملکرد از بین 15 لاین باقلا به دست آمده از آزمایش مقدماتی عملکرد دانه است.

    مواد و روش ها

    تعداد 15 لاین حاصل از تلاقی بین لاین های موسسه بین المللی تحقیقات کشاورزی در مناطق خشک (ICARDA) و ارقام اصلاح شده و بومی ایرانی و منتج از آزمایش مقدماتی عملکرد سال زراعی 94-1393 ، به همراه ارقام شاهد برکت، سرازیری، زرشکی و بلوچی در دو سال زراعی (96-1394) در گرگان، دزفول، بروجرد و ایرانشهر به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار ارزیابی شدند. تجزیه پایداری با روش های واریانس ابرهارت و راسل، آماره های واریانس پایداری شوکلا (2i)، اکووالانس ریک (Wi)، واریانس محیطی (S2i)، ضریب تغییرات محیطی (CV)، ضریب تشخیص (R2)، ضریب رگرسیون فینلی و ویلکینسون (bi)، شاخص برتری لین و بینز (Pi) و آماره پایداری عملکرد (YSi) و روش های ناپارامتری ، ، Z1، Z2، TOP، میانگین و انحراف معیار رتبه انجام شد.

    یافته ها

    تجزیه واریانس مرکب داده های آزمایش، پس از آزمون بارتلت و معنی دار نشدن آن و اطمینان از یکنواختی خطاهای آزمایشی، صورت گرفت. نتایج نشان داد، اثر ژنوتیپ، محیط و برهم کنش ژنوتیپ در محیط بر عملکرد دانه معنی دار شد. بر اساس شاخص های واریانس شوکلا، اکووالانس ریک (Wi) و RMSE، ژنوتیپ های 11، 9 و 16، پایدارترین ژنوتیپ ها بودند. ژنوتیپ 9 کم ترین مقدار واریانس محیطی و ضریب تغییرات محیطی را داشت و پایدارتر از ژنوتیپ های دیگر بود. ژنوتیپ های 9 و 11 بیش ترین ضریب تشخیص (R2) و کم ترین شاخص انحراف از رگرسیون را داشتند. ضریب رگرسیون برای ژنوتیپ های 6، 9 و 16 کم تر از یک و میانگین عملکرد آن ها بیش تر از میانگین کل بود. بر اساس شاخص های برتری در کل محیط ها و محیط های مطلوب، ژنوتیپ های 15، 14، 12 و 11 پایدارترین ژنوتیپ ها بودند و دارای سازگاری اختصاصی به محیط های مساعد 1، 3، 5 و 7 و ژنوتیپ های 6، 9، 14، 16 و 12 سازگاری اختصاصی به محیط های نامساعد 2، 4، 6 و 8 داشتند. تجزیه هم زمان بر اساس عملکرد دانه و پایداری (YSi) نشان داد که ژنوتیپ های 6، 7، 9، 11، 12، 13، 14، 15 و 16، ژنوتیپ های پایدار بودند. بر اساس شاخص TOP، ژنوتیپ های 14 و 12 و بر اساس دو معیار و ، ژنوتیپ 11 پایدارتر از دیگر ژنوتیپ ها بودند. بر اساس شاخص چندمعیاری SIIG))، بر مبنای کلیه روش های ناپارامتری ژنوتیپ های 14 و 15 با بیش ترین مقدار و به ترتیب با عملکرد دانه 3478 و 3439 کیلوگرم در هکتار به عنوان پایدارترین ژنوتیپ ها شناخته شدند.

    نتیجه گیری

    بر اساس تمام شاخص ها، ژنوتیپ های 6، 9، 11، 14 و 15 پایدارترین ژنوتیپ ها از نظر عملکرد دانه بودند و می توانند در آینده به عنوان منبع ژنتیکی در برنامه های اصلاحی استفاده شوند.

    کلیدواژگان: برهم کنش ژنوتیپ × محیط، تنش محیطی، رتبه، شاخص چندمعیاری (SIIG)، مطلوبیت
|
  • Khodadad Mostafavi *, Ali Saremi-Rad Pages 1-12
    Background and objectives

    The genotype- environment interaction is one of the most important factors causing constraints in breeding programs. The purpose of this study was genotype- environment interaction analyze for grain yield of corn in different weather conditions to identify adapted and stable cultivars for the studied environments based on the additive main effects and multiplicative interaction method and GGE biplot graphical method.

    Materials and Methods

    Twelve maize genotypes were evaluated for stability and adaptation in four environments (Arak, Birjand, Shiraz and Karaj). Experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications in 2016. Stability analysis of AMMI and GGE biplot methods were used to analyze the effect of interaction between genotype and environment for grain yield.

    Results

    The results of ANOVA showed that the effect of environment and effect of genotype were significant at 1% probability level and the effect of genotype- environment interaction at the 5% probability level. The multiplicative effects analysis showed that only the first component of the genotype- environment interaction was significant at 1% probability level and alone accounts for about 63% of the genotype- environment interaction variance. Biplot was obtained from mean grain yield for genotypes and environments, and the first main component of the interaction effect was the superiority of genotype 6 due to its grain yield and high stability compared to other genotypes under study. The results obtained from the graphical GGE bipolar method showed that the main components of the first and second factors were 66.97% and 57.5%, respectively, and a total of 87.53% of the total variation in the grain yield data. Biplot analysis and comparison of the environments indicated a similar reaction in Arak, Birjand and Shiraz environments in terms of grain yield of genotypes. The polygon biplot comprised the environments under study in a mega-environment where only genotype 6 was stable. Based on the ideal genotype biplot, genotype 6 in terms of both stability and grain yield was more favorable than other genotypes and showed a high degree of adaptation in all studied environments.

    Conclusion

    The results of this study, using multivariate methods, showed that the effect of environment on grain yield in corn was significant. The genotypes showed significant genetic variation. The genetic variation between genotypes was so large that it was roughly twice the environmental factor in justifying the variance of the total. The results of both methods indicated genotype 6 (KSC704) as a stable genotype. This genotype was the best genotype in all four studied environments.

    Keywords: Adaptability, corn, Mega- environment, Stability
  • Seyed Mohsen Seyedi *, Javad Hamzei Pages 13-24
    Background and objectives

    Crop rotation is an annual succession of crops grown on the same land. Good crop rotation is a systematic succession of the different classes of farm crops. Crop rotation should be done in such a way to give large yields and provide the farm at the least expense of labor and fertilizes the soil. Pulses in crop rotations can improve the productivity of subsequent crops due to increased soil available N and other agronomic benefits. However, the magnitude of this effect can vary with environmental conditions, agricultural management practices and legume genotypes. Also, Legume plants can promote C storage by enhancing the formation and stabilization of soil aggregates that protect soil organic C from mineralization. In order to Evaluation of Nitrogen Use efficiency and Wheat Growth and Yield under Fertilizer Management and Pre-Cropping with crops an experiment was conducted.

    Materials and Methods

    A factorial experiment was designed based on randomized complete blocks with three replications and implemented on a sandy clay soil during 2012-13 and 2013-14 growing seasons, at the Agricultural Research Station, Faculty of Agriculture, University of Bu-Ali Sina, Hamedan, Iran. The first factor consisted of chickpea and corn (forage) and the second factor was urea fertilizer levels of 0, 40, 80, 120, 160 and 200 kg/ha. Harvest operation was done on July, 2013 and 2014. SAS procedures and programs were used for analysis of variance (ANOVA) calculations.

    Results

    The results showed that about all of the evaluated properties of wheat affected by pre-cropping and nitrogen fertilizer treatments. But, none of the wheat traits do not affect by pre-cropping × nitrogen fertilizer. The highest biological yield (1486 g m-2), grain yield (675 g m-2) and protein percentage (13.70%) were observed in chickpea pre-cropping treatment. Chickpea pre-cropping treatment increased wheat biological yield and grain yield and protein percentage about 17, 21 and 18 percent in comparison to corn pre-cropping treatment. Pay attention to the improved physicochemical conditions of the soil after cropping legumes such as chickpea, it is normal to improve the growth and yield characteristics of the next crop (in this study, wheat). Among the nitrogen fertilizer levels the lowest wheat biological yield and grain yield and protein percentage (about 1102 and 417 g m-2 and 11.06%, respectively) was achieved at 0 kg ha-1 N fertilizer consumption. Also, the highest wheat biological yield and grain yield and protein percentage (about 1544 and 775 g m-2 and 13.24%, respectively) was observed at 200 kg ha-1 N fertilizer consumption, but it had not significant difference with 160 kg/ha treatment. One of the most well-known effects of nitrogen fertilizers is to increase the crops properties of growth and yield. The highest nitrogen use efficiency was observed at chickpea pre-cropping and lowest level of fertilizer application. In this study, wheat growth and yield characteristics such as plant height, chlorophyll index, grain yield components, biological and grain yield, harvest index, and percentage of grain protein increased due to urea application.

    Conclusion

    It seems that in the wheat farming, legumes pre-cropping such as chickpea pre-cropping is a good solution to reduce the use of nitrogen fertilizers and to contribute to environmental health. Also, attention to optimum fertilizer levels and non-overuse of fertilizers will contribute to agricultural sustainability.

    Keywords: Cereal, Crop Rotation, Pre-cropping, urea fertilizer, Wheat
  • Zahra Karimi Dastgerdi *, Shahram Mohammady, Mohammad Rabiei, Saadolah Hoshmand Pages 27-42
    Background and objectives

    Plants are exposed to drought stress in field conditions. The occurrence of these droughts has imposed a very harmful effect on the agricultural and economic sectors of the country. Response of plants to water stress depends on the type, intensity, and duration of stress, plant species and the stage of stress occurrence. Investigate has shown that water stress before the tillering stage reduces the number of fertile tillers, stress at the flower inoculation stage reduces the weight and number of seeds and causes cluster sterility, and moisture stress during the grain filling period produces wrinkled seeds. The study aimed was to investigate the effect of different water stress conditions on yield, harvest index and sterility at the end of the cluster in wheat genotypes.

    Materials and methods

    To analyze the effects of three different humidity regimes on yield, yield component and apical sterility of wheat, three different experiments were carried out in randomized completey block designs with three replications. The three different humidity regimes included normal conditions (without stress), water-stress at the meiosis stage and continuous water stress (30% of Field Capacity). Ten different wheat genotypes including Alvand, Roshan, Back cross Roshan, Ehdaei 81، Ehdaei 82، Ehdaei 79, Oxley، ChineseSpring، DN11 and Line 604 were evaluated in this experiment.

    Results

    Results indicated that the responses of the genotypes to the water-stress condition were different. Analysis of variance showed highly significant variation for most of the characters under study. Both stress conditions, either meiosis stress or continuous stress, reduced all the characters of genotypes compared with non-stress conditions. Among the genotypes under study, Oxley indicated the highest amount of yield in both the meiosis stage and continuous water-stress conditions. On the other side, Line 604 showed the highest number of seeds and lowest sterile florets at both meiosis stage and continuous water-stress conditions. The highest rate of apical sterility in water-stress at meiosis stage and 30% of field capacity in Alvand genotype was observed.

    Conclusion

    Results showed that drought stress in all types of stress reduced the evaluated traits. Due to stress the number of sterile florets increased and yield decreased. Stress in the meiotic stage had a significant effect on increasing the apical sterility and total Sterility, and stress of 30% of field capacity was effective in reducing grain yield and harvest index and increasing the number of the sterile claw in wheat genotypes.

    Keywords: Sterility, Wheat, Water stress, Yield
  • Mitra Rostami Hir, Parisa Sheikhzadeh *, Saeed Khomari, Nasser Zare Pages 43-64
    Background and objectives

    Water deficit stress is one of the most common abiotic stresses that reduce the growth, and development, and yield of crops such as oilseed rape. The Utilization of micronutrients in oilseed crops is one of the most valuable and practical approaches for improving grain yield and plant tolerance under drought stress conditions. Accordingly, this study aimed to investigate the effect of foliar application of molybdenum oxide nanoparticles on the physiological and agronomic characteristics of winter oilseed rape under the end season drought stress.

    Materials and methods

    To investigate the effect of molybdenum oxide nanoparticles on the physiological and yield characteristics of oilseed rape under the end season drought stress, a split-plot experiment based on randomized complete block design (RCBD) was conducted with three replications at the research farm station of University of Mohaghegh Ardabili in 2018-2019. The experimental factors were irrigation (regular irrigation and omitting irrigation at the flowering stage) as main plots and molybdenum oxide nanoparticles foliar application ((0 (control), 25 and 50 mg/L) as sub-plots. The measured traits include the chlorophyll index, relative water content (RWC), electrical conductivity (EC), malondialdehyde (MDA) content, plant height, number of branches, number of pods per plant, number of grains per pod, 1000-grain weight, grain yield, oil percentage, and oil yield.

    Results

    The results showed that the drought stress during the flowering stage significantly decreased the chlorophyll index, leaf relative water content and increased the electrolyte leakage and MDA content in the leaves, which resulted in a significant decrement of the yield and yield components of oilseed rape. Under the end season drought stress conditions, the foliar application of 25 and 50 mg/L molybdenum oxide nanoparticles significantly increased the grain yield and yield components of oilseed rape compared to the control treatment, mainly through improving the chlorophyll index and leaf relative water content and decreasing the membrane lipid peroxidation. Under the end season drought stress conditions, foliar spraying with 25 mg/L molybdenum oxide nanoparticles caused about 31.6 percent increase in the number of pods per plant, 10.09 percent in 1000-grain weight, 28.37 percent in grain yield, and 27.71 percent in oil yield of oilseed rape as compared to no spraying treatment. Under regular irrigation conditions, the highest plant height, number of branches, and number of pods per plant were obtained with foliar application of 25 mg/L of molybdenum oxide nanoparticles.

    Conclusion

    The results showed that the irrigation omitting at the flowering stage (the end season drought stress) negatively affected the growth and yield of winter oilseed rape. The foliar spraying of oilseed rap plants with molybdenum oxide nanoparticles had positive and significant effects on the physiological and agronomic traits of oilseed rape under favorable and unfavorable environmental conditions. So that, foliar spraying improved the grain yield and oil yield and reduced the harmful effects of drought stress. In general, the foliar application of 25 mg/L molybdenum oxide nanoparticles had a positive and significant effect, on the physiological and agronomical characteristics of oilseed rape, and can be used to reduce the destructive effects of drought stress and improve the grain and oil yield of this plant.

    Keywords: foliar application, Oil grains, Oil yield, Micronutrients
  • Sahar Janati, H. Pirdashti, H Kazemi *, Masoumeh Younesabadi, R. SHAHI Pages 65-83
    Background and purpose

    Canola (Brassica napus L.) is one of the most important oilseed plants. It is the third largest sources of oil and meal in the world. While most of the edible oil needed by the country is supplied from abroad, this crop with proper performance and adaptation to different climatic regions can play an important role in increasing oil production and required meal by the country. The potential production of grain yield and oil in canola is affected by environmental conditions and crop management. Therefore, understanding the relationship between plant production and these variables seems to be necessary to achieve sustainable yield. This study was conducted to quantify the relationships between climatic variables and management factors with plant biodiversity and canola grain yield in Gorgan fields.

    Materials and methods

    This study was conducted as a survey in 58 canola fields in Gorgan County, during 2015-2016 crop year. Management data of each field collected by questionnaire and through face- to- face interview with farmers. This data included agricultural history, type of crop rotation, amount of chemical fertilizers and pesticides, type of tillage tools, amount of applied seed, spraying tools, snowing tools and other information about farmers. Also, grain yield of fields was recorded. In continue, the required meteorological information for this study, were prepared from the meteorological office of Golestan Province. The studied climatic variables were annual precipitation, minimum temperature, maximum temperature and average annual temperature. The collected data was then prepared in Excel. In the next step, in order to determine the relationship between yield and plant biodiversity with climatic and management factors, we used the analysis of RDA and Canoco software ver. 4.5.

    Results and discussion

    The results showed that management factors such as farmer's history, fertilizer application, phosphorus fertilizer consumption, cultivar type (Hayola), potassium fertilizer, nitrogen fertilizer, tillage with disc and manure fertilizer application had the important impact on grain yield. Because, these factors had the closer angle with the canola yield vector. But, some factors such as burning the residue of previous crop, manual fertilization, using RGS cultivar, manually sowing and tillage with a moldboard plough had the opposite effect on canola yield. Among the climatic factors, the annual precipitation was the most important climatic factor and affected on grain yield, while other factors such as average, maximum and minimum temperatures had less effects. The biodiversity indices such as Shannon-Wiener, Simpson and reverse Simpson were calculated as 0.9-2.2, 0.11-0.46 and 2.1-4.9, respectively. According to Canoco software output, annual rainfall variable had a positive effect on plant biodiversity indices in canola fields.

    Conclusion

    In general, based on the results obtained, with the optimal use of nitrogen fertilizer, appropriate pest management, optimal seed consumption, selection of appropriate sowing date, selection of suitable cultivars and seed infection, canola yield can be increased in fields of Gorgan County.

    Keywords: Biodiversity indices, Climatic variables, Management factors, RDA, Yield
  • Maryam Soltanian *, Mehdi Naderi Khorasgani, Ali Tadayyon, Mozhgan Abbasi Pages 85-106
    Background and objectives

    Leaf chlorophyll content in plants indicates their health, physiological status, their photosynthetic activity and nitrogen content. Monitoring pigment content of crop tissues helps identification of plant nutrition and environmenta stresses before serious damages to crop and yield. This study was conducted to estimate the leaf pigments content of winter wheat (Triticum aestivum L.) as one of the most important crops using Landsat 8 satellite data and statistical models in Shahrekord county, Chaharmahal and Bakhtiari province in 2017.

    Materials and methods

    For this purpose, eight fields under winter wheat cultivation with an area between 10 to 60 hectares throughout Shahrekord county were considered. The location of 120 sampling units was randomly and determined in fields using ground positioning system (GPS). The sampling units were 30 × 30 m squares according to Landsat pixels. In each unit 5 plots (0.5 × 0.5 m) were considered, four plots in the corners and one in the center of the unit. Crop sampling and passing over of satellite were synchoronous. The samples were transferred to the laboratory and their chlorophyll and carotenoid content were measured. The corresponded Landsat 8 data were processed and and vegetation indices were calculated. Simple and multiple stepwise linear regression methods were used to obtain models for estimating chlorophylls and carotenoids content of wheat leaves.

    Results

    The results showed that among the selected indices, PSRI index for estimating chlorophyll a content (R2 = 0.408 and RMSE= 8.38 µg.cm-2), chlorophyll b (R2 = 0.400 and RMSE= 3.69 µg.cm-2) and total chlorophyll (R2 = 0.500 and RMSE= 10.82 µg.cm-2), CRI index (R2 = 0.480 and RMSE= 2.92 µg.cm-2) for estimating leaf carotenoid content and SIPI index (R2 = 0.603 and RMSE = 0.17 µg.cm-2) for estimating carotenoid to chlorophyll a ratio had the best performance in simple linear regression. Models based on multiple stepwise linear regression estimated chlorophyll a content with R2 = 0.557 and RMSE = 7.73 µg.cm-2, chlorophyll b with R2 = 0.471 and RMSE = 3.69 µg.cm-2, total chlorophyll with R2 = 0.611 and RMSE = 10.10 µg.cm-2, carotenoids with R2 = 0.50 and RMSE = 2.01 µg.cm-2 and carotenoid to chlorophyll a ratio with R2 = 0.756 and RMSE = 0.12 µg.cm-2. PSRI and CVI indices for estimating chlorophyll a and total chlorophyll content, PSRI index for estimating chlorophyll b content, CRI and TCI / OSAVI indices for estimating carotenoid content and SIPI, GNDVI, EVI, CIgreen, TCARI and OSAVI for carotenoid to chlorophyll a ratio of wheat leaf were the most effective indices in a stepwise multiple linear regression models. In our study, estimation of chlorophyll a, total, carotenoid content and carotenoid to chlorophyll a ratio based on stepwise multiple linear regression was superior to simple linear regression models. Estimation of chlorophyll b content was the same in both methods.

    Conclusion

    The use of vegetation indices derived from Landsat 8 data makes it possible to estimate the content of wheat leaf pigments with relatively good results in the study area. Such information is important for farmers to initially monitor the quality and quantity of production and leads to a practical and efficient planning in the fertilization process.

    Keywords: Carotenoids, chlorophyll, Remote sensing, Vegetation indices, Wheat
  • Fahimeh Alizadeh, Faezeh Zaefarian *, Benjamin Torabi, Rahmat Abbasi Pages 107-124
    Background and objective

    One of the strategies to increase the yield per unit area is to use suitable cultivars that are compatible with the climatic conditions of each region at the appropriate planting density, so that there is minimal competition between plants. Determining the appropriate crop density for rapeseed cultivars is very important and plays a decisive role in achieving the desired yield. Planting the crop for each plant and cultivar should be done in a density where the plant is well emerge, establish and in each stage of growth, has enough space to maximize the use of environmental factors and not face unfavorable conditions as much as possible.

    Materials and Methods

    This factorial experiment was conducted in a randomized complete block design in research farm of Gharakhil Agricultural Research Center, Ghaemshahr in 2017-2018. Treatments included: densities of 42, 66, 88, 114 and 133 plants m-2 and four rapeseed cultivars including: Hyola 401, Agamax, Hyola 4815 and Trapper which were performed in three replications. The evaluated traits included growth indices such as total dry matter content, leaf area index, crop growth rate, relative growth rate and net photosynthesis rate as well as yield.

    Results

    The results showed that the interaction effect of cultivar and plant density was significantly different only for total dry matter and leaf area index. Maximum amount of total dry matter (910 g m-2) and leaf area index (3.53) was observed in Hayola 401 cultivar and density of 88 plants m-2 and minimum amount of total dry matter (393 g m-2) and leaf area index (2.26) was observed in Trapper cultivar at a density of 42 plants m-2. According to the results, the only simple effect of density was significant on crop growth rate, relative growth rate and net photosynthesis rate, according to which the highest crop growth rate with an average of 11.36 g m-2 d-1 was related to the density of 88 plants m-2 and the lowest one was obtained with an average of 5.91 g m-2 d-1 from a density of 42 plants m-2. Also, the maximum relative growth rate and net photosynthesis rate with an average of 0.0580 g g-1 d-1 and 3.49 g m-2 were obtained at a density of 88 plants m-2, respectively, and their minimum ones with an average of 0.0530 g g-1 d-1 and 2.99 g m-2 was seen from the density of 42 plants m-2. The highest grain yield with an average of 7031.8 kg ha-1 was related to Hayola 401 cultivar in a density of 88 plants m-2.

    Conclusion

    With increasing density of 42 plants m-2, dry matter production and leaf area increased; when the highest amount of dry matter and leaf area index in cultivar Hayola 401 in density of 88 plants m-2 had the best results and the highest rate of crop growth rate, relative growth rate and net photosynthesis rate were obtained at density of 88 plants m-2. Therefore, in low densities, due to the lack of complete canopy closure and low surface for radiation absorbance (leaves), dry matter production had decreased, while with increasing density more than 88 plants.m-2 due to increase intra specific competition, dry matter production and leaf area index decreased. Therefore, according to the results, planting cultivars Hayola 401 at a density of 88 plants m-2 is recommended to achieve high yields in the climate of Mazandaran.

    Keywords: Growth index, Grain yield, Density, Cultivar
  • Fatemeh Sheikh *, Peyman Sharifi, Hosein Asteraki, Khaled Miri, Reza Sekhavat Pages 125-143
    Background and objectives

    Faba bean (Vicia faba L.) is one of the most important legumes for its seed high protein content and nutritional value, and is still considered to have great potential as rainfed crop. Faba bean is a very valuable legume crop that contributes to the sustainability of cropping systems through its ability of biological N2 fixation, diversification of cropping systems leading to decreased disease, pest and weed. The decrease in area under cultivation in Iran, mainly because of high yield instability. This can be attributed to biotic and abiotic stresses Faba bean 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. The purpose of this study is the distinguishing the superior genotypes in terms of yield and yield stability in 15 selected faba bean lines from preliminary yield test.

    Materials and Methods

    15 selected lines obtained from crosses between ICARDA lines and Iranian improved and landrace varieties and resulted from preliminary yield test of 2013-2014 cropping season, along with control cultivar Barekat, Saraziri, Zereshki and Baluchi were evaluated in a Gorgan, Dezful, Borojerd and Iranshar at two cropping seasons (2015-2017) in a randomized complete block design with three replications. Stability analysis were performed with Eberhart-Russell analysis of variance, Shukla's variance (2i), Wrick equivalence (Wi), environmental variance (S2i), coefficient of environment variation (CVi), coefficient of determination (R2), Finlay and Wilkinson regression coefficient (bi), Lin and Binns superiority index (Pi), yield stability index (YSi) and nonparametric methods such as , , Z1, Z2 and TOP and mean and standard deviation of rank.

    Results

    Combined analysis of variance was performed after Bartlett test and not significant of it and assurance of uniformity of experimental errors. Combined analysis of variance indicated a significant effect of genotype, environment and genotype × environment interaction on seed yield. Based on Wrick equivalence, Shukla variance and RMSE indices, genotypes 5, 13, 14 and 15 were more stable. Genotype 9 had lowest environmental variance and coefficient of environmental variation and was stable than the other genotypes. genotypes 9 and 11 had the highest R2and the lowest deviation from regression. The coefficient of regression in genotypes 6, 9 and 16 were lower than one and their seed yield were higher than total average seed yield and therefore were the stable genotypes. Genotypes were stable genotypes. According to the priority index in all of environments and favourable environments, genotypes 11, 12, 14 and 15 were adapted to the unpredictable high yielding environments(1, 3, 5 and 7), while 6, 9, 14, 16 and 12 were adapted to low yielding environments(2, 4, 6 and 8).Simultaneous analysis based on seed yield and stability (YSi) indicated genotypes 6, 7, 9, 11, 12, 13, 14, 15 and 16 were as stable genotypes. Based on Top statistic, genotypes 12 and 14 and based on and , genotype 11 were stable than the other genotypes. Results of Selection index of ideal genotype (SIIG) method, Based on all non-parametric methods, showed that 14 and 15 genotypes whit 3478 and 3439 kgha-1 grain yield were the most stable genotypes. ConclusionBased on all indices, genotypes 9 and 11 were the most stable genotype in terms of seed yield and could be considered a good breeding material stock in any future breeding program.

    Keywords: Genotype × environment interaction, Environmental stress, Rank, Selection index of ideal genotype (SIIG), Superiority