فهرست مطالب

پژوهش های تولید گیاهی - سال سی‌ام شماره 1 (بهار 1402)

فصلنامه پژوهش های تولید گیاهی
سال سی‌ام شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/21
  • تعداد عناوین: 12
|
  • وحید قاسمی، عبدالله احتشام نیا*، عبدالحسین رضایی نژاد، حسن مومیوند صفحات 1-19
    سابقه و هدف

    شوری یکی از اصلی ترین تنش های محیطی است که استقرار گیاهچه و عملکرد گیاهان فضای سبز را تحت تاثیر قرار می دهد. تنش شوری غالبا رشد و بهره وری گیاه را محدود می کند، و این تنش تحت تاثیر طیف متنوعی از فرایندها قرار دارد. گیاه قرنفل، با نام علمی Dianthus barbatus متعلق به خانواده میخک سانانCaryophyllaceae از مهم ترین گیاهان زینتی در فضای باز محسوب می شود که در فصل بهار زیبایی خاصی به محیط می دهد. این گیاه در دامنه وسیعی از شرایط آب و هوایی رشد می کند. با توجه با اینکه تحقیقات گسترده ای در زمینه حد آستانه تنش شوری و مقاومت ارقام در این گیاه بررسی نشده است، بنابراین این تحقیق با هدف بررسی اثر سطوح مختلف تنش شوری و نوع رقم بر برخی صفات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و غلظت عناصر غذایی گیاه قرنفل در شرایط گلخانه ای انجام شد.

    مواد و روش ها

    این آزمایش در آبان سال 1399 در گلخانه تحقیقاتی شهرداری خمین واقع در استان مرکزی، به صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملا تصادفی، با سه تکرار انجام شد. فاکتور اول، ارقام در دو سطح (شامل ارقام دیانا و باربارین)، فاکتور دوم شوری ناشی از کلرید سدیم در 10 سطح (شامل 0، 10، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80 و 90 میلی مولار) بودند. بذرها از شرکت هلندی تهیه و در گلدان حاوی خاک، کود دامی و ماسه کشت شدند. صفات اندازه گیری شده در این آزمایش شامل غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، سدیم، رنگیزه های فتوسنتزی، کاروتنویید، پرولین، نشت یونی، مالون دی آلدیید، محتوای نسبی آب برگ و فعالیت آنزیم های برگ (کاتالاز و پراکسیداز) بودند.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد، اثرات اصلی و اثرات متقابل تنش شوری و رقم بر صفات آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز، پراکسیداز، غلظت عنصر پتاسیم و نشت یونی معنی دار شد. با افزایش غلظت کلریدسدیم، میزان کلروفیل و کاروتنویید، غلظت عناصر کلسیم، منیزیم، نیتروژن، فسفر و محتوای برگ، کاهش، و میزان مالون دی آلدیید، نشت الکترولیت، فعالیت آنزیم ها، پرولین و غلظت عناصر سدیم و پتاسیم افزایش یافت. از بین دو رقم مورد بررسی رقم باربارین نسبت به رقم دیانا نسبت به تنش شوری، متحمل تر بود. بیش ترین غلظت پتاسیم (157/5 درصد) در رقم باربارین و در شرایط بدون تنش و کم ترین میزان (79/14 درصد) در رقم دیانا در شرایط تنش شدید (90 میلی مولار) مشاهده شد. بیشترین غلظت سدیم (36/1 درصد) در شرایط تنش شدید (90 میلی-مولار) و کمترین غلظت (2196/0 درصد) در شرایط بدون تنش گزارش شد. غلظت سدیم در رقم باربارین (5082/0 درصد) نسبت به رقم دیانا (5447/0 درصد) کمتر بود که نشاهنده مقاومت بیشتر این رقم در جذب عنصر سدیم بود.

    نتیجه گیری

    با توجه نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر، با افزایش غلظت کلرید سدیم شاخص های فیزیولوژیکی مانند، میزان کلروفیل و کاروتنویید و محتوای نسبی آب برگ، کاهش و شاخص های بیوشیمیایی مانند میزان مالون دی آلدیید، فعالیت آنزیم ها، غلظت عنصر سدیم و پتاسیم، نشت الکترولیت و پرولین افزایش یافت. نتایج این مطالعه مشخص نمود که ارقام مورد بررسی در این پژوهش نسبت به مقادیر کم شوری (40-10 میلی مولار) مقاوم و در شرایط شوری متوسط و شدید (90-50 میلی مولار) تا حدودی حساس بودند. از بین ارقام مورد بررسی، رقم باربارین نسبت به رقم دیانا متحمل تر به شرایط شوری خاک متوسط و شدید بود. همچنین مطابق با نتایج به دست آمد حد بهینه در شرایط تنش شوری برای گیاه قرنفل در حدود شوری 60-50 میلی مولار گزارش شد.واژگان کلیدی: جذب عناصر، تنش شوری، کلروفیل، گیاه قرنفل، محتوای نسبی آب

    کلیدواژگان: جذب عناصر، تنش شوری، کلروفیل، گیاه قرنفل، محتوای نسبی آب
  • صالح کرامت، بنیامین ترابی*، افشین سلطانی، ابراهیم زینلی صفحات 21-47
    سابقه و هدف
    برنج یکی از مهم ترین غلات و غذای اصلی بسیاری از مردم جهان است. برای شناسایی امکان تامین غذای جمعیت جهان، با توجه به لزوم تداوم تولید در کشاورزی پایدار، پیش بینی درست عملکرد گیاهان زراعی امری لازم و ضروری است. به منظور، مدل سازی مراحل رشد و عملکرد برنج بر اساس آمار هواشناسی کشور ایران، مطالعه ای در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان صورت گرفت. هدف از این مطالعه استفاده از مدل ساده SSM-iCrop2 برای شبیه سازی رشد و عملکرد برنج به منظور بررسی اثرات عوامل آب و هوایی، خاک، مدیریت زراعی و تعیین ضرایب ژنتیکی برنج در شرایط کشور ایران بود. با توجه به توانایی مناسب مدل در شبیه سازی برنج، می توان از آن به عنوان ابزار مناسبی برای برنامه ریزی و مدیریت بهتر مزارع برنج در کشور استفاده نمود.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه از مدل SSM-iCrop2 برای شبیه سازی پتانسیل عملکرد استفاده شد. در این مدل مقدار عملکرد پتانسیل بر مبنای داده‏های هواشناسی، شرایط خاک، نحوه مدیریت (مانند آبیاری) و پارامترهای گیاهی محاسبه می‏شود. مدل برای اجرا نیاز به یک سری پارامترهای ورودی شامل: روابط آب، اطلاعات هواشناسی، مکانی، خاک و مدیریت زراعی دارد که برای انجام شبیهسازی، ورودی های مورد نیاز مدل جمعآوری شدند. مهم ترین فرآیندهایی که در مدل باید شبیه سازی شوند عبارت است از، فنولوژی گیاه، تغییرات سطح برگ، تولید و توزیع ماده خشک و موازنه آب خاک. برای پارامتریابی و ارزیابی مدل، مقادیر عملکرد و روز تا رسیدگی شبیه سازی شده با مشاهده شده مقایسه شدند. برای این منظور از مجموعه ای از داده های آزمایشی (داده های مربوط به رشد و تولید برنج از مقالات و گزارش های چاپ شده و چاپ نشده) در مناطق مهم تحت کشت برنج کشور استفاده شد. براساس آمار وزارت کشاورزی 1380-1395، مناطق اصلی کشت و تولید برنج در ایران مشخص شد. در این مطالعه برای مقایسه انحراف مقادیر شبیه سازی شده از مشاهده شده از میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تغییرات (CV)، ضریب همبستگی (r) و میزان انحراف نتایج شبیه سازی شده از خط 1:1 با طیفی از اختلاف 20 درصد بین مقادیر شبیه سازی شده و مشاهده شده (به وسیله خطوط منقطع تعریف شده) برای آزمون نتایج مدل استفاده شد.
    یافته ها
    در پارامتریابی مدل SSM-iCrop2برای برنج، مقایسه بین روز تا رسیدگی مشاهده شده و شبیه سازی شده ، با RMSE، cv و r به ترتیب برابر با 12 روز، 11 درصد و 61/0 و برای عملکرد دانه به ترتیب 56 گرم در متر مربع، 21 درصد و 80/0 درستی پارامترهای مورد استفاده را نشان داد. همچنین، در ارزیابی مدل، مقادیر RMSE، cv و r برای روز تا رسیدگی به ترتیب برابر با 9 روز، 10 درصد و 95/0، برای عملکرد دانه به ترتیب 43 گرم در متر مربع، 14 درصد و 77/0 و در شبیه سازی تبخیر و تعرق به ترتیب 44 میلی متر، 9 درصد و 79/0، دقت شبیه سازی مدل را تایید نمود. استفاده از مدل SSM-iCrop2 آسان بوده و شبیه سازی ها با تعداد پارامتر کم و داده های ورودی قابل دسترس با دقت قابل قبول امکان پذیر است.
    نتیجه گیری
    نتایج پارامتریابی و ارزیابی مدل SSM-iCrop2 با استفاده از شاخص های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (r) و ضریب تغییرات (CV)، نشان داد که این مدل مراحل فنولوژیکی (روز تا رسیدگی) و عملکرد دانه را در تاریخ کاشت های مختلف در شرایط اقلیمی ایران با دقت زیادی شبیه سازی می کند که نشان دهنده ساختار مناسب مدل در شبیه سازی است. بنابراین، با توجه به دقت مناسب مدل SSM-iCrop2در شبیه سازی فنولوژی و عملکرد برنج، می توان از آن به عنوان ابزار مناسبی برای بررسی سامانه های زراعی و تفسیر نتایج در شرایط محیطی و مدیریتی متفاوت در جهت برنامه ریزی و بهبود مدیریت مزارع برنج در کشور استفاده نمود.
    کلیدواژگان: آب خاک، سطح برگ، شبیه سازی، فنولوژی، عملکرد دانه
  • رضوان احدی راد، یونس پوربیرامی هیر*، اسماعیل چمنی، حسن ملکی لجایر، نورالدین ایزدی صفحات 49-65
    سابقه و هدف
    تنش خشکی از مهم ترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان در جهان می باشد و متداول ترین تنشی است که بخش بیشتری از اراضی جهان را تهدید و باعث کاهش محصولات مختلف می شود. تنش های محیطی باعث تغییراتی در رشد و نمو گیاهان دارویی، مقدار و کیفیت مواد موثره آنها می شود که این ترکیبات گیاهان را در مقابل عوامل مزاحم خارجی و همچنین شرایط نامساعد محیطی حفاظت می کند تا گیاهان بتوانند به حیات خود ادامه دهند. استفاده از شیوه های کشت بافت گیاهان در شرایط آزمایشگاهی نسبت به کشت های مزرعه ای، محیط کنترل شده ای را برای مطالعات فیزیولوژیکی از قبیل اثرات تنش خشکی با استفاده از گیاهان فراهم کرده است تا با مدیریت عوامل محیطی بتوان به حداکثر محصول دست یافت.
    مواد و روش ها
    این پژوهش در قالب طرح کاملا تصادفی در آزمایشگاه کشت بافت و بیوتکنولوژی دانشگاه محقق اردبیلی به منظور غربال گری درون شیشه ای سه گونه گل سوسن نسبت به تنش خشکی انجام گردید. فلس های سوخک درون شیشه ای tsingtauense .L، L. regale و L. ledebourii در محیط کشت پایه MS حاوی غلظت های مختلف پلی اتیلن گلیکول6000 (0، 5، 10، 20 و 40 گرم در لیتر) کشت گردید پس از دو ماه شاخص های مورفولوژیکی گیاهچه های باززایی شده از قبیل ارتفاع گیاهچه، طول و تعداد برگ، تعداد سوخک، تعداد ریشه و وزن تر و همچنین شاخص های بیوشیمیایی مانند میزان پرولین، کربوهیدرات های محلول، فنل، فلاونویید، آنتوسیانین، کلروفیل و کاروتنویید در هر یک از تیمارها بصورت جداگانه اندازه گیری و مورد ارزیابی قرار گرفت.
    یافته ها
    در پژوهش حاضر از بین سه گونه گل سوسن فقط L. regale برگ تولید کرد نتایج نشان داد که ارتفاع گیاهچه، تعداد و طول برگ، تعداد سوخک و تعداد ریشه و وزن تر گیاهچه ها با افزایش تنش خشکی کاهش یافت. بیشترین تعداد سوخک از L. ledebourii، بیشترین تعداد ریشه از L. regale و بیشترین وزن تر از نمونه های tsingtauense.L بدست آمد. بیشترین مقدار فنل و کاروتنویید از L. regale و بیشترین مقدار پرولین از L. ledebourii حاصل شد در حالی که tsingtauense.L نسبت به گونه های دیگر از فلاونویید، آنتوسیانین و کلروفیل بیشتری برخوردار بود. طبق نتایج بدست آمده میزان پرولین، فلاونویید و آنتوسیانین همبستگی مثبتی با میزان تنش خشکی داشت ولی بیشترین میزان کربوهیدرات های محلول و فنل از تیمار 10 گرم در لیتر پلی اتیلن -گلیکول و بیشترین مقدار کاروتنویید نیز از غلظت 5 گرم در لیتر پلی اتیلن گلیکول بدست آمد.
    نتیجه گیری
    در پژوهش حاضر تنش خشکی با کاهش طویل شدن و تقسیم سلولی و با تاثیر بر روی فرآیندهای مختلف فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و هورمونی شاخص های رشدی گیاهچه های گونه های گل سوسن را کاهش داد در حالی که میزان شاخص-های بیوشیمیایی نسبت به شاهد در شرایط تنش خشکی تجمع پیدا کردند. افزایش پرولین، کربوهیدرات های محلول و متابولیت های ثانویه علاوه بر افزایش عملکرد محصول، نوعی ساز و کار تحمل به تنش خشکی بوده و شاخصی جهت ارزیابی مقاومت گیاه به تنش خشکی محسوب می شود.
    کلیدواژگان: گل سوسن، تنش خشکی، پلی اتیلن گلیکول، پرولین
  • مهرزاد احمدی*، منصور امیدی، علی اکبر شاه نجات بوشهری، نازنین امیر بختیار صفحات 67-84
    سابقه و هدف

    کلزا (B. napus. L) مهمترین و بیشترین سطح زیر کشت را در بین سایر گیاهان روغنی در ایران به خود اختصاص داده است. این گیاه به صورت بهاره و زمستانه در کشور کشت می شود. بیش از 70 درصد کشت کلزا در ایران در مناطق گرم و معتدله گرم بوده و تنها 30 درصد در مناطق معتدل سرد و سرد کشت می شود. با توجه به وابستگی بیش از 90 درصدی کشور به واردات روغن و اهمیت تولید دانه های روغنی، توجه به ارقام مناسب مناطق معتدل سرد و سرد و استفاده از پتانسیل موجود به منظور توسعه کشت آن ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق به بررسی پایداری لاین های موتانت زمستانه کلزا پرداخته شد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش، سه رقم کلزا به اسامی زرفام، طلایه و اکسپرس همراه با 16 لاین جهش یافته که از پرتوتابی ارقام فوق با شدت های 800- 900 -1200گری پرتو گاما و پس از هفت نسل خویش آمیزی بدست آمده اند. همراه با سه رقم تجاری اوکاپی، احمدی و ES Neptune در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار کشت و مورد بررسی قرار گرفت. این آزمایش در چهار ایستگاه تحقیقاتی (کرج، زرقان، کرمانشاه و اصفهان) طی دوسال زراعی 95-1394 و 96-1395 انجام شد. در تجزیه مرکب اثر محیط) ترکیب سال در مکان (تصادفی و اثر ژنوتیپ ثابت در نظر گرفته شد. پایداری لاین ها با استفاده از روش AMMI و آماره ارزش پایداری (ASV) و سایر روش های پایداری از جمله S (1-6)، (1-4)NP و غیره انجام شد.

    یافته ها

    تجزیه مرکب داده ها نشان داد که اثر ژنوتیپ، محیط و اثر متقابل ژنوتیپ در محیط در سطح احتمال 1% معنی دار بوده و به ترتیب 5/7 ،3/55 و 0/37 درصد از کل تغییرات واریانس داده ها را توجیه کردند. در این بررسی اثرمتقابل ژنوتیپ در محیط به چهار مولفه تجزیه شد که به ترتیب 7/36، 6/23، 5/16، 7/9 درصد از مجموع مربعات اثرمتقابل را به خود اختصاص دادند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که بین لاین های موتانت ارزیابی شده از نظر عملکرد دانه، تنوع ژنتیکی بالایی وجود دارد. از نظر عملکرد دانه، لاین های G13 (T-900-4) و به دنبال آن G6 (Z-900-7) و G3 (Z-800-6) با میانگین 3840، 3757 و 3665 کیلوگرم در هکتار نسبت به سایر لاین ها برتر بودند. در نمودار بای پلات عملکرد دانه با شاخص ASV، لاین های G3 G6، G2 و G18 و G7 بیشترین میزان عملکرد و کمترین میزان آماره (ASV) را داشته که به عنوان لاین های پایدار شناسایی شد.

    نتیجه گیری کلی: 

    نتایج به دست آمده از نمودارسه بعدی میانگین رتبه ‎آماره های پایداری (Ar) و انحراف معیار رتبه ها (SD) و میانگین عملکرد نشان داد که لاین های G6 (Z-900-7)، G2 (Z-800-3)، G12 (T-800-6) و G15 (T-1200-1) عملکرد بالاتر از متوسط میانگین و ارقام شاهد منطقه داشته و به عنوان لاین های پایدار شناسایی شدند.

    کلیدواژگان: موتانت، کلزای زمستانه، پایداری، نمودار سه بعدی
  • کلثوم ارشان، داود صمصام پور*، حسین پاسالاری صفحات 85-102
    سابقه و هدف
    با توجه به میزان گستردگی شوری در خاک های ایران، میزان بالای شوری آب و خاک می تواند کیفیت محصول و بهره وری را محدود کند. از سوی دیگر با توجه به افزایش تقاضای جهانی برای استفاده از گیاهان دارویی از جمله نعناع فلفلی، امروزه استفاده از سدیم نیتروپروساید یکی از راهبردهای نوین برای بهبود و افزایش عملکرد گیاهان در شرایط نامطلوب محیطی مانند شوری آب و خاک است. بنابراین، این مطالعه با هدف بررسی اثر سدیم نیتروپروساید (SNP) بر خصوصیات مورفوفیزیولوژیک گیاه دارویی نعناع فلفلی (Mentha piperita L.) تحت تنش شوری اجرا شد.
    مواد و روش ها
    این آزمایش در گلخانه دانشگاه هرمزگان به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در سال 1400 انجام شد. در این پژوهش دو عامل سدیم نیتروپروساید (0، 1/0 و 2/0 میلی مولار) و سطوح شوری (0، 25، 50، 75 و 100 میلی مولار) مورد مطالعه قرار گرفت. ریزوم هایی به طول 4 سانتی متر انتخاب شده و در گلدان هایی به قطر 20 سانتی متر و ارتفاع 18 سانتی متر کاشته شدند. بستر کشت هر گلدان مخلوطی از خاک زراعی، ماسه و کود دامی پوسیده به نسبت 1:3:6 بود. برای هر تیمار 3 گلدان به عنوان 3 تکرار در نظر گرفته شد. در هر گلدان 4 ریزوم کاشته شد. پس از رشد گیاه (8 برگی)، برگ های گیاه با 200 میلی لیتر محلول سدیم نیتروپروساید محلول پاشی شدند. گیاهان شاهد با استفاده از آب مقطر محلول پاشی شدند. عمل محلول پاشی 3 بار در اوایل صبح به میزان 10 میلی لیتر به هر گلدان و با فاصله زمانی سه روز انجام شد. 24 ساعت پس از آخرین محلول پاشی و دو ماه پس از کاشت، گیاهان تحت تیمار شوری قرار گرفتند. 20 روز پس از اعمال تنش، بوته ها برداشت شده و ارزیابی صفات انجام گرفت. متغیرهای اندازه گیری شده شامل: طول و عرض برگ، قطر ساقه، وزن تر و خشک برگ، کلروفیل a، کلروفیل b، کاروتنویید، نشت یونی، پرولین، کاتالاز و ظرفیت اکسایشی بود.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که حضور سدیم نیتروپروساید 2/0 میلی مولار در مقابل عدم حضور آن سبب افزایش معنی دار طول برگ، عرض برگ، کلروفیل a، b، کاروتنویید و پرولین به میزان (60/80، 38/65، 150، 70/38 و 120 و 13/101 درصد) در تنش شوری 100 میلی مولار شده است. در حالی که مشاهده شد کاربرد سدیم نیتروپروساید 1/0 میلی مولار سبب کاهش نشت یونی به میزان 90/365 درصد در تنش شوری 100 میلی مولار در مقایسه با شاهد شده است.
    نتیجه گیری
    لذا با توجه به نتایج حاصل از پژوهش حاضر می توان محلول پاشی سدیم تیتروپروساید را جهت کاهش اثرات منفی تنش شوری در گیاه نعناع فلفلی توصیه نمود.
    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، پرولین، کاروتنوئید، کلروفیل
  • فراست سجادی، حسین شریفان*، حبیب الله سوقی، محمد عبدالحسینی صفحات 103-124
    سابقه و هدف

    مدل های شبیه سازی گیاهان زراعی به طور گسترده ای در تجزیه و تحلیل نظام های کشت، تغییرات اقلیمی و روش های مدیریت محصول مورد استفاده قرار می گیرند و ابزار مناسبی برای تکمیل و توسعه نتایج آزمایش های مزرعه ای برای ارزیابی ارقام جدید و نظام های مدیریتی جدید است. هدف از این پژوهش شبیه سازی مراحل فنولوژی و عملکرد ارقام مختلف گندم نان در شرایط اقلیمی شهرستان گرگان با استفاده از مدل DSSAT-Nwheat بود.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش به منظور ارزیابی کارکرد مدل DSSAT-Nwheat، از داده های یک آزمایش دو ساله (سال های زراعی 1399-1398 و 1400-1399) استفاده شد که چهار رقم جدید گندم نان در هفت تاریخ کاشت به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی بررسی شده بودند. در این آزمایش هفت تاریخ کاشت (از 10 آبان تا 10 دی ماه به فواصل 10روزه) در کرت های اصلی و چهار ژنوتیپ گندم نان (آرمان، آراز، تکتاز و N-93-9) در کرت های فرعی قرار گرفته بودند. از داده های سال اول و سال دوم آزمایش به ترتیب جهت واسنجی و صحت سنجی مدل استفاده شد. علاوه بر داده های مزرعه، داده های هواشناسی روزانه، رویدادهای مدیریتی، خصوصیات خاک و مختصات جغرافیایی در اختیار نرم افزار DSSAT 4.7 قرار گرفت. پس از تعیین ضرایب ژنتیکی هر رقم، واسنجی مدل برای صفات مختلف انجام شد و از همان ضرایب برای صحت سنجی مدل استفاده شد. با استفاده از شاخص های آماری مقادیر شبیه سازی شده مدل با مقادیر مشاهده شده مورد آزمون قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که مراحل فنولوژی شامل صفات روز تا گلدهی و روز تا رسیدگی با مقادیر جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) چهار روز، جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده (nRMSE) کمتر از سه درصد شبیه سازی شده است. مقادیر RMSE برای عملکرد دانه و عملکرد زیستی به ترتیب 416 و 1000 کیلوگرم در هکتار بود و مقادیر nRMSE نیز بین 8-7 درصد بود. در بهره وری آب مبتنی بر عملکرد دانه و عملکرد زیستی مقادیر nRMSE به ترتیب 21/6 و 53/7 درصد و و مقادیر RMSE نیز در به ترتیب 93/0 و 91/2 کیلوگرم در هکتار بر میلی متر بود. در تمامی صفات شبیه سازی شده آماره های شاخص توافق ویلموت (d) و ضریب تبیین (R2) در محدوده قابل قبولی قرار داشتند که نشان از کارایی خوب مدل DSSAT-Nwheat، درشبیه سازی این صفات در ارقام مختلف گندم نان داشت.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان داد که مدل DSSAT-Nwheat با کارایی مناسبی قادر به شبیه سازی مراحل فنولوژی، عملکرد دانه، عملکرد زیستی و کارایی مصرف آب در چهار رقم آراز، آرمان، تکتاز و N-93-9 بود. به طوری که مقادیر nRMSE برای تمامی صفات مورد مطالعه بین 6-8 درصد بود. ارقام مورد مطالعه در این پژوهش، جدیدترین ارقام معرفی شده برای اقلیم گرم و مرطوب شمال کشور بودند و در چند سال آینده سطح قابل توجهی از کشت گندم را در استان گلستان به خود اختصاص خواهند داد.. بنابراین به نظر می رسد نتایج این پژوهش می تواند در تصمیم گیری ها نظام های کشت گندم، تاثیرات مختلف مدیریت زراعی و تغییر شرایط اقلیمی جاری و آینده استان گلستان مورد بهره برداری قرار گیرد.

    کلیدواژگان: استان گلستان، تاریح کاشت، تغییر اقلیم، مدل سازی
  • افسانه الله ویرن اوصالو، لطفعلی ناصری*، ابوالفضل علیرضالو، رضا درویش زاده، صمد نژاد ابراهیمی صفحات 125-148
    سابقه و هدف

    انگور یکی از مهمترین محصولات میوه ای در سطح جهان است و دارای ارزش غذایی بالا با فعالیت آنتی اکسیدانی و ضد سرطانی قوی است. امروزه استفاده از ترکیبات سالم طبیعی از جمله ترکیبات نیتروژن آلی برای بهبود کیفی میوه اهمیت زیادی پیدا کرده است. کاربرد اسیدهای آمینه به عنوان یکی از ترکیبات طبیعی نیتروژنه می تواند باعث افزایش کیفیت تغذیه ای میوه ها شود. در مطالعه حاضر ازگاما آمینوبوتیریک اسید به عنوان یک اسیدآمینه غیر پروتیینی جهت بهبود خصوصیات کیفی میوه انگور رقم قزل اوزوم استفاده شد.

    مواد و روش ها

    آزمایش در دو باغ جداگانه واقع در دو منطقه ارومیه با شرایط آب و هوایی (میکروکلیما) متفاوت و در قالب طرح کاملا تصادفی با محلول پاشی گابا در 4 غلظت (0، 5، 10 و 25 میلی مولار) در دو مرحله زمانی (مرحله veraison و یک هفته بعد) با 3 تکرار بر روی تاک-های انگور رقم قزل اوزوم 13ساله انجام گرفت. برخی خصوصیات کیفی میوه از جمله میزان اسیدهای قابل تیتر (TA)، مواد جامد محلول کل (TSS) ، محتوای آنتی اکسیدان کل، فنول کل، فلاونویید کل، آنتوسیانین کل، فعالیت آنزیم های فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL) ، کاتالاز، میزان ترکیبات فنولی میوه از جمله فلاونول ها، فلاوان-3-ال ها و اسیدهای فنولیکی و همچنین بیان نسبی ژن های PAL و CHS ارزیابی شدند.

    یافته ها

    بر اساس نتایج، گابا در غلظت 10 میلی مولار باعث ایجاد بیشترین میزان اسیدهای قابل تیتر، مواد جامد محلول کل، فنول کل، فلاونویید کل، محتوای آنتی اکسیدان کل و آنتوسیانین میوه شد. بیشترین میزان فعالیت آنزیم PAL نیز در همین غلظت گابا مشاهده گردید. آنزیم کاتالاز در غلظت 25 میلی مولار گابا بیشترین فعالیت را داشت. ترکیبات فنولی یافت شده بر اساس روش HPLC در این تحقیق ترکیبات فلاونولی میریستین، کویرستین، کامفرول، سیرینجتین، ترکیبات فلاوان-3-ال ها، کاتچین و ترکیبات غیر فلاونوییدی گالیک اسید، کافییک اسید، پی-کوماریک اسید و رسوراترول اندازه گیری شدند که اغلب این ترکیبات در غلظت 10 میلی مولار گابا بیشترین مقدار را نشان دادند و بعد از آن غلظت 5 میلی مولار گابا بیشترین تاثیر را در افزایش این ترکیبات داشت. ژن های PAL و CHS نیز در دو زمان نمونه برداری بعد از محلول پاشی(48 و 72 ساعت) در غلظت 10 میلی مولار گابا بیشترین بیان ژنی را داشتند و کمترین بیان آنها در غلظت 25 میلی مولار گابا بود.

    نتیجه گیری

    این پژوهش نشان داد که گابا در غلظت 10 میلی مولار و در مرحله veraison و یک هفته بعد از آن با تاثیر گذاری بر افزایش میزان شاخص-های کیفی میوه از جمله مواد جامد به عنوان سوبسترای اساسی مسیر بیوسنتزی ترکیبات موثر کیفیت میوه و محتوای آنتی اکسیدانی و همچنین با تاثیر بر افزایش بیان ژن های دخیل در فعالیت آنزیم PAL به عنوان یک آنزیم کلیدی در مسیر بیوسنتز ترکیبات فنولی، می تواند باعث بهبود کیفیت میوه و بازارپسندی بیشتر میوه انگور رقم قزل اوزوم گردد.

    کلیدواژگان: ترکیبات فنولی، فلاوان-3-ال، فلاونول، فنیل آلانین آمونیالیاز، HPLC
  • حسین مزاری منقابی، مجتبی دلشاد*، ساسان علی نیایی فرد صفحات 149-164
    سابقه و هدف
    نور عامل اساسی برای رشد و نمو در تولید محصولات کشاورزی است. کشاورزی عمودی به طور فزاینده ای برای تولید سبزیجات برگی و گیاهان دارویی توسعه یافته است. مصرف نور بالا مهم ترین مانع در توسعه سیستم کشاورزی عمودی می باشد. ریحان (Ocimum basilicum L.) یکی از محبوب ترین سبزیجات برگی و دارویی مناسب جهت پرورش در کارخانه های گیاهی می باشد. لذا، هدف از پژوهش حاضر، آشکار ساختن پاسخ عملکرد و تولید ماده خشک گیاه ریحان به افزودن نور قرمز دور به طیف فعال فتوسنتری، و در نهایت بررسی اثرات متقابل نور قرمز دور و مجموع تابش روزانه (DLI) بر رشد، مورفولوژی و کارایی مصرف نور در گیاه ریحان می باشد.
    مواد و روش ها
    این آزمایش در قالب اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی به مرحله اجرا درآمد. تیمارها شامل مجموع تابش فعال فتوسنتزی روزانه (DLI) در دو سطح 4/6 و 8/10 (مول بر متر بر روز)، و نور قرمز دور در سه سطح صفر، 5 و 20 درصد بر اساس DLI (یا به عبارتی درصد نور دریافت ازLED ها) بود. صفات اندازه گیری شده شامل صفات مورفولوژیکی (وزن تر و خشک برگ، ساقه و گیاه، ارتفاع گیاه و سطح برگ)، رشدی (سطح ویژه برگ و تخصیص ماده خشک به برگ) و تعیین کارایی مصرف نور و تشعشع بود.
    یافته ها
    نتایج نشان داد وزن تر و خشک گیاه، با افرودن نور مادون مادون قرمز در سطح 20 درصد در شرایط DLI بالا (8/10) افزایش یافت که این تغییر به علت افزایش وزن تر و خشک ساقه بود. در نتیجه تخصیص ماده خشک به برگ ها اندکی کاهش یافت، اگرچه به لحاظ آماری معنی دار نبود. مشابه با شرایط DLI بالا، وزن تر و خشک کل، با افزودن نور مادون قرمز (5 و 20 درصد) در شرایط DLI پایین (4/6)، نیز افزایش یافت، اما این افزایش در نتیجه افزایش وزن تر و خشک برگ ها بود و نهایتا منجر به تخصیص ماده خشک بیشتر به برگ ها گردید. سطح ویژه برگ به طرز قابل توجهی در گیاهان رشد یافته در DLI پایین، با کاهش سطح ایستایی فیتوکروم (PSS) در نتیجه افزودن نور مادون قرمز از 88/0 به 82/0، کاهش یافت، که این نتیجه به علت افزایش ماده خشک برگ بود. در همین راستا در گیاهان رشد یافته در DLI بالا با کاهش سطح ایستایی فیتوکروم در نتیجه افزودن نور مادون قرمز از 88/0 به 85/0 سطح ویژه برگ تغییری نکرد.
    نتیجه گیری
    به طور کلی بنظر می رسد پاسخ سندروم اجتناب از سایه در ریحان، هنگامی که در شرایط DLI بالا قرار دارد بیشتر مرتبط با افزایش ارتفاع ساقه باشد و احتمالا تحت شرایط DLI پایین و سطح بالای نور مادون قرمز، بیشتر مرتبط با افزایش سطح برگ و افزایش ارتفاع ساقه باشد.
    کلیدواژگان: ریحان، نورمادون قرمز، مجموع تایش فعال فتوسنتزی و عملکرد
  • ناهید بلاسمی، زینب روئین*، عاطفه صبوری، احمدرضا دادرس صفحات 165-186
    سابقه و هدف

    کمبود آب یکی از مهم‏ترین تنش‏های محیطی است که بر فرآیندهای فیزیولوژیکی و رشد گیاه تاثیر منفی می‏گذارد. کم‏آبیاری از راهکار‏های مهم مدیریت در آبیاری است زیرا از طریق مواجهه گیاهان با سطوح مشخصی از تنش آبی، در مصرف آب صرفه جویی می شود. هدف از مطالعه حاضر شناسایی پاسخ های فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی آلاله به سطوح مختلف کم آبیاری بود.

    مواد و روش‎ها: 

    آزمایش به صورت گلخانه ای در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام شد. گیاهان با چهار رژیم آبیاری مواجهه شدند. (1) شاهد (100 درصد ظرفیت گلدان) با آبیاری کامل، که در آن محتوای آب خاک در 100 درصد ظرفیت گلدان در طول دوره رشد گیاه حفظ شد، (2) کم‎‏آبیاری ملایم (75 درصد ظرفیت گلدان)، که در آن محتوای آب خاک در 75 درصد ظرفیت گلدان حفظ شد، (3) کم‏آبیاری متوسط (50 درصد ظرفیت گلدان)، که در آن محتوای آب خاک در 50 درصد ظرفیت گلدان باقی ماند و (4) کم آبیاری شدید (25 درصد ظرفیت گلدان)، که در آن محتوای آب خاک در 25 درصد از ظرفیت گلدان حفظ شد. در این پژوهش، شاخص های رشدی (ارتفاع گیاه، تعداد برگ، تعداد غنچه، گل و گلبرگ، طول دمبرگ، وزن تر و خشک شاخساره و اندام زیرزمینی)، ویژگی های فیزیولوژیکی (محتوای نسبی آب برگ و نشت یونی)، شاخص های فتوسنتزی (شدت تعرق، دمای برگ، میزان دی اکسید کربن درون سلولی و محیط)، کارآیی مصرف آب و درجه تحمل به تنش کم آبیاری گل آلاله مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته‎ ها: 

    نتایج نشان داد که تنش شدید کم‎آبیاری موجب کاهش ارتفاع گیاه (5/34 درصد)، تعداد برگ (57 درصد)، طول دمبرگ (47 درصد)، تعداد غنچه گل (233 درصد)، قطر گل (23 درصد)، تعداد گلبرگ (17 درصد)، وزن‎تر و خشک اندام هوایی (59 درصد و 53 درصد)، وزن‎تر و خشک اندام زیرزمینی (69 درصد و 77 درصد) نسبت به سطح بدون تنش شد. این علایم نشان‎دهنده اثرات سوء کم‎آبیاری بر گیاه بود. در نتیجه این موضوع، بیشترین میزان دمای برگ (90/31 درجه سلیسیوس)، غلظت CO2 محیط (05/479 میکرومول بر مترمربع بر ثانیه) و غلظت CO2 درون سلولی (74/479 میکرومول بر مترمربع بر ثانیه) از سطح تنش شدید 25 درصد ظرفیت گلدان به دست آمد. گیاهانی که در معرض آبیاری کامل و تنش ملایم کم آبیاری (75 درصد ظرفیت گلدان) قرار گرفتند جوانه گل بیشتری نسبت به تنش آبی متوسط و شدید داشتند. یافته های آزمایش نشان داد که کم آبیاری ملایم اندکی باعث کاهش ارتفاع بوته، تعداد برگ، تعداد گلبرگ و زیست توده گیاه نسبت به شرایط آبیاری کامل می شود. براساس نتایج، بیشترین شدت تعرق (88/0 میکرومول بر مترمربع بر ثانیه) در تنش متوسط 50 درصد ظرفیت گلدان مشاهده شد. علاوه بر این، گیاهانی که در معرض کمبود آب آبیاری قرار گرفتند، محتوای نسبی آب (RWC) کمتری نسبت به گیاهان کاملا آبیاری شده داشتند. کم آبیاری شدید (25 درصد ظرفیت گلدان) و متوسط (50 درصد ظرفیت گلدان) باعث افزایش قابل توجهی در نشت الکترولیت شد. مشخص شد که کارآیی مصرف آب با افزایش سطح تنش آبی کاهش یافت. به طوری که در شرایط آبیاری کامل کارآیی مصرف آب بیشتر (5/37 درصد) از شرایط کم آبیاری متوسط و شدید بود. علاوه بر این، با اجرای کم آبیاری، اعمال تنش شدید 25 درصد ظرفیت گلدان موجب ذخیره آب آبیاری به میزان 78/45 درصد شد.

    نتیجه‏ گیری : 

    به طور کلی نتایج نشان داد که گل آلاله حساس به تنش شدید کم‏آبیاری است و نسبت به تنش ملایم کم آبیاری، نیمه متحمل است. تنش ملایم کم آبیاری (75 درصد ظرفیت گلدان) ، اما نه متوسط یا شدید، می‏تواند برای کاهش مصرف آب اعمال شود و همچنان عملکرد اکوفیزیولوژیکی و کیفیت زینتی گل آلاله حفظ شود.

    کلیدواژگان: آلاله، پاسخ های مورفولوژیک گیاه، تعرق، غلظت CO2 درون سلولی، کم‎‏آبیاری ملایم
  • سید رضا امیری*، حامد عینی نرگسه صفحات 187-208
    سابقه و هدف

    با توجه به گرمایش جهانی و تغییر اقلیم بررسی و ارزیابی کارایی راهکارهای سازگاری در شرایط اقلیمی آینده برای توسعه پایدار ضروری است. تغییر تاریخ کشت و کشت انتظاری گیاهان می‎تواند راه‎حلی مناسب برای سازگاری با شرایط تغییر اقلیم باشد. در کشت انتظاری بذرها بصورت جوانه نزده در خاک باقی می‎مانند و همراه با گرم شدن هوا با بهره‎گیری از بارندگی‎های زمستان جوانه زده و سبز می‎شوند و در نتیجه خطر سرمازدگی گیاهچه‎ها کاهش یافته و از آب خاک بطور کارآمدی استفاده می‎شود. هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر تاریخ‎های کشت، به ویژه کشت انتظاری بر عملکرد نخود دیم در شرایط آب و هوایی کرمانشاه (غرب) و تبریز (شمال غرب) بود.

    مواد و روش‎ ها: 

    در تحقیق حاضر سه مدل گردش عمومی (MPI-ESM-LR، MPI-ESM-MR و NorESM1-M) تحت دو سناریوهای انتشار (RCP4.5 و RCP8.5) برای دوره 2069-2039 در دو ایستگاه کرمانشاه و تبریز استفاده شد. ریزمقیاس نمایی خروجی مدل‎های گردش عمومی با استفاده از روش ارایه شده توسط AgMIP انجام شد. رشد و نمو نخود با استفاده از مدل SSM-Chickpea شبیه‎سازی شد. پنج تاریخ کشت شامل 20 آذر به عنوان کشت انتظاری، 15 اسفند، 30 اسفند، 15 فروردین و 1 اردیبهشت به عنوان راهکار سازگاری به اثرات احتمالی تغییر اقلیم در نظر گرفته شد. صفات مورد بررسی شامل شاخص سطح برگ، تعداد روز تا رسیدگی، میانگین دما در طول فصل رشد، بارش تجمعی، تبخیر-تعرق، ماده خشک و عملکرد دانه بودند.

    نتایج و بحث:

     نتایج اعتبار سنجی مدل برای عملکرد دانه نشان داد که مدل قادر به پیش بینی مناسب عملکرد دانه بود (ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطا به ترتیب برابر با 92/0 و 14%). به طور کلی میانگین عملکرد دانه نخود در دوره پایه در تمامی تاریخ‎های کشت در تبریز 131 درصد بیشتر از کرمانشاه بود. دلایل عملکرد بیشتر در تبریز برتری شاخص سطح برگ و طول فصل رشد بود. میانگین عملکرد دانه هر دو منطقه در دوره پایه در کشت انتظاری نسبت به تاریخ‎های کشت 15 اسفند، 30 اسفند، 15 فروردین و 1 اردیبهشت به ترتیب 51/13، 30/22، 94/31 و 86/46 درصد افزایش یافت. به طور میانگین (مدل‎های گردش عمومی، سناریوهای انتشار و مناطق) در شرایط تغییر اقلیم آینده در مقایسه با دوره پایه، کشت انتظاری بیشترین افزایش (93/24 درصد) عملکرد را نسبت به سایر تاریخ‎های کشت داشت. تطبیق بهتر دوره رشدی گیاه با فصل رشد، کاهش اثرات منفی دماهای بالا بر عملکرد دانه بخصوص در طول پر شدن دانه و همچنین افزایش کارایی تعرق به دلیل دماهای پایین‎تر در طی مراحل رشد و فرار از تنش خشکی انتهای فصل دلایل برتری کشت انتظاری نخود دیم نسبت به سایر تاریخ‎های کشت بود. میانگین عملکرد دانه (منطقه، تاریخ کشت و مدل گردش عمومی) تحت سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب 97/8 و 12/14 درصد نسبت به دوره پایه افزایش یافت. افزایش عملکرد تحت شرایط تغییر اقلیم به دلیل اثرات مثبت افزایش غلظت دی‎اکسیدکربن بر فتوسنتز نخود به عنوان یک گیاه C3 بود.

    کلیدواژگان: بارش تجمعی، تاریخ کاشت، دمای طول فصل رشد، عملکرد دانه
  • سمیه فلاحی، محمدنقی صفرزاده ویشکایی*، پیمان شریفی، حسن اخگری صفحات 209-224
    سابقه و هدف

    کاشت دیم بادام زمینی در استان گیلان سابقه ای بیش از 120 سال دارد. استفاده از رقم دیررس NC2 در بیشتر مزارع بادام زمینی این منطقه طی 45 سال گذشته زمینه را برای گسترش بیماری ها و نوسانات عملکردی شدید در تولید این گیاه فراهم نموده است. سبک بودن بافت خاک در مزارع زیر کاشت این گیاه نیز از طریق کاهش رطوبت قابل استفاده برای بوته های بادام زمینی، نوسانات عملکردی این رقم را در سال های کم باران افزایش می دهد. در نتیجه در حال حاضر معرفی ارقام جدید سازگار با شرایط آب و هوایی منطقه که عملکرد غلاف مناسبی در شرایط دیم داشته باشند، یکی از مهم ترین نیازهای استان گیلان می باشد. بنابراین پژوهش حاضر با هدف بررسی و مقایسه شاخص های فیزیولوژیک و کارآیی مصرف نور در 14 ژنوتیپ جدید بادام زمینی و مقایسه آنها با رقم NC2 طراحی و اجرا شد.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار و در دو سال 1396 و 1397 در شهرستان آستانه اشرفیه واقع در استان گیلان انجام گرفت. 14 ژنوتیپ بادام زمینی به همراه رقم NC2 که رقم غالب کشت شده در منطقه است، بلوک های آزمایشی را تشکیل دادند. کاشت کلیه ژنوتیپ ها به صورت مسطح و در شرایط دیم انجام شد. واحد گرمایی در کل دوره رشد، سرعت رشد محصول، سرعت رشد غلاف، ضریب تسهیم، کارآیی مصرف نور، عملکرد غلاف، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت در کلیه ژنوتیپ ها و رقم NC2اندازه گیری شدند و با این رقم مورد مقایسه قرار گرفتند.

    یافته ها

    نتایج این پژوهش نشان داد بیشترین واحد گرمایی از کاشت تا رسیدگی برداشت به ترتیب در رقم NC2 و ژنوتیپ هایICGV02317 و ICGV92222 مشاهده شد در حالی که ژنوتیپ های ICGV00350 و ICGV87846 کمترین واحد حرارتی را طی فصل رشد داشتند. بالاترین مقادیر سرعت رشد محصول، سرعت رشد غلاف، کارآیی مصرف نور، عملکرد غلاف و عملکرد دانه از رقم NC2 و ژنوتیپ های ICGV00420، ICGV99019 و ICGV92116 به دست آمد. در حالی که کمترین مقادیر از این صفات اندازه گیری شده در ژنوتیپ ICGV00351 مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده 3 ژنوتیپ ICGV00420، ICGV99019 و ICGV92116 در شرایط دیم در مقایسه با رقم NC2 با واحد گرمایی کمتری در این منطقه به مرحله رسیدگی برداشت رسیدند در حالی که در بسیاری از صقات اندازه گیری شده مشابه رقم مذکور بودند. همچنین نتایج به دست آمده نشان دادند ژنوتیپ های مذکور با توجه به شاخصهای فیزیولوژیک و کارآیی مصرف نور محاسبه شده، می توانند به عنوان جایگزین برای کاشت رقم NC2 در مزارع منطقه مورد توجه قرار گیرند زیرا این ژنوتیپ ها در شرایط کشت دیم کارآیی مصرف نور، عملکرد غلاف و دانه مناسبی داشتند.

    کلیدواژگان: بادام زمینی، سرعت رشد محصول، سرعت رشد غلاف، شاخص برداشت، عملکرد غلاف
  • فاطمه صادقیان، اسماعیل سیفی*، سیده ساناز رمضانپور، علیرضا سلامی صفحات 225-242
    سابقه و هدف

    انگور یا تاک (Vitis vinifera L.) منبع مهمی از ترکیبات فنولی و آنتوسیانینی بوده و این ترکیبات خاصیت آنتی اکسیدانی و ضدسرطانی قوی دارند. آنتوسیانین ها در درجه اول توسط عوامل ژنتیکی تعیین می شوند. رنگ پوست میوه در انگور، یک عامل مهم و موثر در شناسایی ژرم پلاسم غنی این گیاه و تحت تاثیر مقدار آنتوسیانین است. از آنجایی که حدود 250 رقم از مجموع 800-1000 ژنوتیپ انگور در ایران رشد می کنند، مطالعه ترکیبات آنتوسیانینی در منابع ژرم پلاسمی ضروری است. این مطالعه جهت بررسی تنوع ترکیبات پلی فنولی و آنتوسیانینی در 10 رقم رنگی انگور انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش، ارقام فلیم، کریمسون، رد گلاب، صاحبی قوچان، قره شیره، صاحبی ارومیه، سیاه قره باغ، ریش بابا، فلیم سیدلس و لعل بیدانه مورد بررسی قرار گرفتند. نمونه های انگور رنگی (قرمز و سیاه) زمانی برداشت شدند که مقدار قند آنها در محدوده 19-22 بود و رنگ گیری کامل داشتند. میزان فنول کل در گوشت میوه با روش فولین سیوکالتو انجام شد و از اسید گالیک به عنوان استاندارد استفاده گردید. اندازه گیری فلاونویید کل با روش کالری متری آلومینیوم کلراید و تعیین مقدار آنتوسیانین پوست حبه به روش وانگر (1979) با کمک دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 760 نانومتر انجام شد. اندازه گیری ترکیبات آنتوسیانینی در پوست حبه با روش HPLC-DAD انجام شد. تجزیه واریانس کلیه صفات مورفولوژیکی توسط نرم افزار IBM SPSS 26 و با استفاده از ANOVA یک طرفه انجام شد. همبستگی ژنوتیپ ها و تجزیه PCA و نقشه پراکندگی بر طبق PC1/PC2، با استفاده از نرم افزار آماری SPSS رسم شد. مقادیر فاصله بر اساس روش اقلیدسی محاسبه و دندروگرام با استفاده از روش UPGMA توسط نرم افزار آماری NCSS12 تهیه شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که بیشترین غلظت فنول کل به ترتیب مربوط به ژنوتیپ کریمسون (94/16 میلی گرم اسید گالیک بر 100 گرم)، رد گلوب (74/13 میلی گرم اسید گالیک بر 100 گرم) و فلیم (58/13 میلی گرم اسید گالیک بر 100 گرم) بود. در صورتی که، بیشترین مقدار فلاونویید کل مربوط به رقم فلیم (47/36 میلی گرم بر 100 گرم) و رد گلوب (05/10 میلی گرم بر 100 گرم) و بیشترین مقدار آنتوسیانین کل در رقم سیاه قره باغ (56/6 میلی گرم بر کیلوگرم) و قره شیره (09/6 میلی گرم بر کیلوگرم) مشاهده شد. در بین ارقام مورد بررسی، کمترین میزان فنول کل در ژنوتیپ صاحبی قوچان با 88/2 میلی گرم اسید گالیک بر 100 گرم، کمترین میزان فلاونویید کل در ژنوتیپ قره شیره با 56/4 و همینطور کمترین میزان آنتوسیانین کل در رقم فیلم با 23/0 میلی گرم بر کیلوگرم دیده شد. مشتقات مالویدین (کفوییل گلوکوزاید) و نیز پیونیدین و سیانیدین در 100% نمونه ها وجود داشتند. غلظت مالویدین در ژنوتیپ فلیم و رد گلوب در حد جزیی بود و در صاحبی ارومیه و لعل بیدانه مشاهده نشد؛ همچنین، ترکیب پلارگونیدین و مشتقات آن شناسایی نشدند. بیشترین غلظت آنتوسیانین منفرد مربوط به پیونیدین و مالویدین بود. نتایج همچنین نشان داد که بیشترین همبستگی مثبت و معنی دار بین دلفینیدین- 6-استیل گلوکوزاید و سیانیدین-6 -استیل گلوکوزاید (99/0 =r) بود. مالویدین بیشترین همبستگی را با دلفیدین و پتونیدین نشان داد. بر اساس دندروگرام تجزیه خوشه ای، 10 ژنوتیپ مورد مطالعه از نظر صفات آنتوسیانینی به دو گروه اصلی تقسیم شدند. گروه اول شامل دو رقم سیاه قره باغ و قره شیره بود که از گروه دوم فاصله داشتند.

    نتیجه گیری کلی: 

    ارقام مورد مطالعه از نظر ترکیبات منفرد آنتوسیانینی و نیز میزان فنول، فلاونویید و آنتوسیانین کل تفاوت های معنی داری نشان دادند. ترکیب پیونیدین و مالویدین بیشترین غلظت را در این ژنوتیپ ها داشتند. ژنوتیپ سیاه قره باغ و قره شیره بیشترین آنتوسیانین کل را نشان دادند.در رقم سیاه قره باغ، بیشترین غلظت پیونیدین (08/54 میلی گرم بر کیلوگرم) و در رقم قره شیره بیشترین غلظت مالویدین (78/42 میلی گرم بر کیلوگرم وزن خشک) شناسایی شدند. این دو رقم با فاصله از سایر ژنوتیپ ها در گروه مجزایی قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، تنوع، فنول کل، مالویدین، PCA
|
  • Vahid Ghasemi, Abdollah Ehtesham Nia *, Abdolhossein Rezaeinejad, Hasan Mumivand Pages 1-19
    Background and Objectives

    Salinity is one of the main environmental stresses that affects seedling establishment and plant yield. Salinity stress often limits plant growth and productivity, and this stress is affected by a variety of processes. Dianthus barbatus belongs to the Caryophyllaceae family and is one of the most important ornamental plants in the open air, which gives a special beauty to the environment in spring. This plant grows in a wide range of climatic conditions. Due to the fact that extensive research on salinity stress threshold and cultivar resistance in this plant has not been studied, so this study aims to investigate the effect of different levels of salinity stress and cultivar type on some physiological, biochemical and nutrient concentration of Dianthus was done in greenhouse conditions.

    Materials and methods

    This experiment was performed in November 2019 in the research greenhouse of Khomeyn Municipality located in Markazi province, as a factorial, in a completely randomized design, with three replications. The first factor was cultivars at two levels (including Diana and Barbarin cultivars), the second factor was salinity due to sodium chloride at 10 levels (including 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 and 90 mM). The seeds were prepared from a Dutch company and planted in pots containing soil, manure and sand. The traits measured in this experiment included the concentration of NPK, calcium, magnesium, sodium, photosynthetic pigments, carotenoid content, proline, Electrolyte Leakage, Lipid peroxidation, relative leaf water content (RWC) and leaf enzyme activity (catalase and peroxidase)

    Results

    The results of ANOVA showed that the main effects and interactions of salinity stress and cultivar were significant for catalase, peroxidase, potassium uptake and Electrolyte Leakage. As the concentration of sodium chloride increased, the amount of chlorophyll and carotenoids, the concentration of calcium, magnesium, nitrogen, phosphorus and RWC decreased, and the amount of malondialdehyde, electrolyte Leakage, enzyme activity, proline and absorption of sodium and potassium increased. Among the two cultivars studied, Barbarin cultivar was more tolerant to salinity stress than Diana cultivar. The highest uptake of potassium (5.157%) in Barbarin cultivar under non-stress conditions, the lowest (14.79%) in Diana cultivar under severe stress conditions (90 mM). The highest sodium uptake (1.36%) was reported in severe stress conditions (90 mM) and the lowest uptake (0.2196%) in non-stress conditions. Sodium uptake in Barbarin cultivar (0.5082%) was lower than Diana cultivar (0.5474%) which indicated that this cultivar was more resistant to sodium uptake.

    Conclusion

    According to the results of the present study, with increasing sodium chloride concentration, physiological parameters such as chlorophyll and carotenoid content and relative leaf water content decrease and biochemical parameters such as malondialdehyde content, enzyme activity, sodium and potassium uptake, electrolyte leakage and Proline increased. The results of this study showed that the cultivars studied in this study were resistant to low salinity (10-40 mM) and somewhat sensitive to moderate and severe salinity (50-90 mM). Among the studied cultivars, Barbarin cultivar was more tolerant to moderate and severe soil salinity than Diana cultivar. Also, according to the results, the optimal limit under salinity stress for carnation was about 50-60 mM salinityKeywords: Nutrient uptake, salinity stress, chlorophyll, carnation, RWC

    Keywords: Nutrient uptake, Salinity stress, chlorophyll, carnation, RWC
  • Saleh Keramat, Benjamin Torabi *, Afshin Soltani, EBRAHIM Zeinali Pages 21-47
    Introduction
    Rice is one of the most important cereals and staple food of many people in the world. In order to identify the possibility of supplying food to the world's population, given the need for continued production in sustainable agriculture, it is necessary to correctly predict the yield of crops. For this purpose, modeling of growth stages and yield of rice based on meteorological statistics of Iran, was studied in Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. The purpose of this study was to use the simple model SSM-iCrop2 to simulate rice growth and yield to investigate the effects of climatic factors, soil, agronomic management and to determine the genetic coefficients of rice in Iran. Due to the appropriate ability of the model in rice simulation, it can be used as a suitable tool for better planning and management of rice fields in the country.
    Materials and Methods
    In this study, the SSM-iCrop2 model was used to simulate the potential yield. In this model, the amount of potential yield is calculated based on meteorological data, soil conditions, management and plant parameters. The model needs a series of inputs to run, which is made to perform the simulation of the collected model. The most important processes to be simulated in the model are plant phenology, leaf area changes, dry matter production and distribution, and soil water balance. For parameterization and evaluation of the model, the values of performance and day to maturity of the simulated were compared with those observed. For this purpose, a set of experimental data (data related to rice growth and production from published and unpublished articles and reports) was used in important areas under rice cultivation. According to the statistics of the Ministry of Agriculture, 2001-2016, the main areas of rice cultivation and production in Iran were identified. In this study, to compare the deviation of the simulated values from the observed squared error mean (RMSE), coefficient of variation (CV), correlation coefficient (r) and the deviation of the simulated results from line 1:1 with a range of 20% difference. Between the simulated and observed values was used to test the model results.
    Results and discussion
    In parameterization of SSM-iCrop2 model for rice, the comparison of observed and simulated days to maturity with RMSE, CV and r values of respectively 12 days, 11 percent and 0.61, respectively, and for grain yield of 56 g m-2, 21 percent and 0.80 indicated the accuracy of the used parameters. Furthermore, in evaluation the model, RMSE, CV and r values for days to maturity were 9 days, 10 percent and 0.95 and for grain yield were 43 g m-2, 14 percent and 0.77 and in simulation evapotranspiration were 44 mm, 9 percent and 0.79 respectively, which confirms the precision of the model simulation. Application of SSM-iCrop2 model is simple and acceptably precise simulation is possible with minimal parameters and inputs.
    Conclusion
    The results of parameterization and evaluation of SSM-iCrop2 model, which was (RMSE), (r) and (CV), showed that this model includes phenological stages and grain yield in the history of different plantings in the climatic conditions of Iran simulates with great accuracy, which indicates the appropriate structure of the model in the simulation. Therefore, considering the appropriate accuracy of SSM-iCrop2 model in simulating rice phenology and yield, it can be used as a suitable tool to study cropping systems and interpret the results in different environmental and management conditions to plan and improve the management of rice fields in the country.
    Keywords: soil water, Leaf area, simulation, phenology, Grain yield
  • Rezvan Ahadi Rad, Younes Pourbeyrami Hir *, Esmaeil Chamani, Hassan Maleki Lajayer, Nouraddin Izadi Pages 49-65
    Background and objective
    Drought stress is one of the most important factors limiting plant growth in the world and is the common stress that threatens most of the world and reduces crops. Drought stress are the most common stress that reduces agricultural yields. In some medicinal plants, the use of environmental stresses causes changes in the growth and development of medicinal plants and on the other hand causes changes in the amount and quality of their, effective materials which protect plants against external disturbances as well as unfavorable environmental conditions so that the plants can survive. Today, the use of plant tissue culture techniques in vitro has provided a controlled environment for physiological studies such as the effects of drought stress to achieve maximum yield with more management of environmental factors.
    Material and Methods
    This study was carried out in a completely randomized design in the tissue culture and biotechnology laboratory of university of mohaghegh ardabili for in vitro screening of three species of lily for drought stress. In vitro bulblet scales of L. tsingtauense, L. regale and L. ledebourii in MS medium containing different concentrations of polyethyleneglycol 6000 (0, 5, 10, 20 and 40 g/l) was cultured. After two months, morphological characteristics of regenerated plantlets such as plantlets height, leaf length and number, number of bulblets, number of roots and fresh weight, as well as biochemical parameters such as proline, soluble carbohydrates, phenol, flavonoid, anthocyanin, chlorophyll and carotenoid were measured and evaluated separately in each of the treatments.
    Results
    In the present study, among the three species of lily, only L. regale produced leaves. The results showed that the plantlet height, number and length of leaf, number of bulblet and number of root and fresh weight of plantlet decreased with increasing drought stress. The highest number of bulblet was obtained from L. ledebourii, the highest number of root was obtained from L. regale and the highest fresh weight was obtained from L. tsingtauense samples. The highest amount of phenol and carotenoid was obtained from L. regale and the highest amount of proline was obtained from L. ledebourii, while L. tsingtauense had more flavonoid, anthocyanin and chlorophyll than other species. According to the results, the levels of proline, flavonoids and anthocyanin had a positive correlation with drought stress, but the highest amount of soluble carbohydrates and phenol from the treatment of 10 g/l PEG and the highest amount of carotenoid from the concentration of 5 g/l PEG was obtained.
    Conclusion
    In the present study, drought stress by reducing elongation and cell division and by affecting various physiological, biochemical and hormonal processes reduced the growth indices of lily plantlet species, While the amount of biochemical parameters compared to the control accumulated under drought stress conditions. Increasing proline, soluble carbohydrates and secondary metabolites, in addition to increasing crop yield, is a mechanism of drought tolerance and is an indicator for assessing plant resistance to drought stress.
    Keywords: Lily, Drought stress, Polyethyleneglycol, Proline
  • Mehrzad Ahmadi *, Mansoor Omidi, Ali Akbar Shah Nejat Boshehri, Nazanin Amirbakhtiar Pages 67-84
    Background and Objectives

    Rapeseed (B. napus. L) is the most important and most cultivated area among other oil crops in Iran. Two types of it, spring and winter, are cultivated in the country. More than 70% of rapeseed is cultivated in semi-hot and tropical regions and only 30% in cold and semi-cold areas of Iran. Considering the dependence of more than 90% of the country on oil imports and the importance of producing oilseeds, it seems necessary to pay attention to the appropriate cultivars in semi cold and cold regions and use the existing potential to develop its oilseed cultivation. Therefore, in this study, the stability of rapeseed winter mutant lines was investigated.

    Materials and Methods

    In this study, three Rapeseed cultivars named Zarfam, Talaieh and Express, along with 16 mutant lines, were obtained from irradiating the above cultivars with intensities of 800-900-1200 g of gamma-ray and, after seven generations, were salved. Along with three commercial cultivars, Okapi, Ahmadi and ES Neptune, they were planted in a randomized complete block design with three replications. This experiment was carried out in four research stations (Karaj, Zarghan, Kermanshah and Isfahan) during the two crop years of 2015-2016 and 2016-2017. In the combined analysis, the effect of environment (year composition on location) was considered random, and the effect of genotype was fixed. The stability of the lines was performed by AMMI method, Stability value (ASV) statistics and other stability methods include S (1-6), NP (1-4), etc.

    Results

    The Combined analysis of data showed that the effect of genotype, environment and genotype × environment interaction were significant at the 1% level probability and explained 7.5, 55.3 and 37.0% of the total variance of the data, respectively. In this study, genotype × environment interaction was divided into four components, which accounted for 36.7, 23.6, 16.5, and 9.7% of the total interaction squares, respectively. This study's results showed a high genetic diversity between mutant lines evaluated in terms of grain yield.G13 (T-900-4) lines, followed by G6 (Z-900-7), and G3 (Z-800-6) were superior to other lines in grain yield, averaging 3840, 3757 and 3665 kg/ha, respectively. In the biplot diagram of grain yield and ASV index, lines G3, G6, G2, G18 and G7 had the highest yield and the lowest number for ASV, which were identified as stable lines.

    Conclusion

    The results of the Three-dimensional graph of the mean rank of stability statistics (Ar) and standard deviation of rankings (SD), and mean yield showed that lines G6 (Z-900-7), G2 (Z-800-3), G12 (T-800-6) and G15 (T-1200-1) were stable line with higher-than-average yield and control cultivars of the region and were identified as stable lines.

    Keywords: : mutant, Winter Rapeseed, Stability, three-dimensional diagram
  • Kolsoum Arshan, Davood Samsampour *, Hossein Pasalari Pages 85-102
    Background and objectives
    Due to the extent of salinity in Iranian soils, the high salinity of water and soil can limit crop quality and productivity. On the other hand, due to the increasing global demand for the use of medicinal plants such as peppermint, today the use of sodium nitroprusside is one of the new strategies to improve and increase the yield of plants in adverse environmental conditions such as water and soil salinity. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of sodium nitroprusside (SNP) on the morphophysiological characteristics of peppermint (Menthapiperita L.) under salinity stress.
    Materials and Methods
    This experiment was performed in the greenhouse of Hormozgan University as a factorial in a completely randomized design with three replications in 1400. In this study, two factors of sodium nitroprusside (0, 0.1, and 0.2 mmol) and salinity levels (0, 25, 50, 75, and 100 mmol) were studied. Rhizomes 4 cm long were selected and planted in pots with a diameter of 20 cm and a height of 18 cm. The soil in each pot was a mixture of arable soil, sand, and rotted manure in a ratio of 1: 3: 6 (this ratio was suitable for growing peppermint rhizomes). For each treatment, 3 pots were considered as 3 replications. After plant growth, the leaves were sprayed with 200 ml of sodium nitroprusside solution. Control plants were sprayed using distilled water. Foliar application was performed with an interval of three days at a rate of 10 ml per pot and once every three days. 24 hours after the last foliar application and two months after planting, the plants were treated with salinity. Twenty days after application of stress, plants were harvested and traits were evaluated. Measured variables included Leaf length and width, stem diameter, leaf wet and dry weight, chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid, ion leakage, proline, catalase and oxidative capacity.
    Results
    The results showed that the presence of 0.2 mM sodium nitroprusside compared to its absence caused a significant increase in leaf length, leaf width, chlorophyll a, b, carotenoid and proline to the extent of (80.60, 65.38, 150.70 38, 120 and 101.13 percent) in 100 mM salt stress. While it was observed that the use of 0.1 mM sodium nitroprusside decreased ion leakage by 365.90% at 100 mM salinity stress compared to the control.
    Conclusion
    Therefore, according to the results of the present research, it is possible to recommend foliar spraying of sodium nitroprusside to reduce the negative effects of salinity stress in peppermint plants.
    Keywords: Antioxidant, Proline, Carotenoid, chlorophyll
  • Farasat Sajadi, Hossein Sharifan *, Soughi Habiballah, Mohammad Abdolhosseini Pages 103-124
    Background and objectives

    Crop simulation models are widely used in the analysis of cropping systems, climate change and crop management methods. It is a good tool for completing and developing the results of field trials to evaluate new cultivars and new management systems. The aim of this research was to simulate the phenological stages and yield of different bread wheat cultivars in climatic conditions of Gorgan city using DSSAT-Nwheat model.

    Materials and methods

    In this study, in order to evaluate the performance of the DSSAT-Nwheat model, the data drived from a two-year experiment (Growing seasons 2019-2020 and 2021-2020), in which four new bread wheat cultivars were studied under seven sowing dates as split plot based on randomized complete block design (RCBD). Seven sowing dates (from 1 November to 31 December, 10-day intervals) were placed in main plots and four bread wheat genotypes (including Arman, Araz, Taktaz and N-93-9) were placed as subplots. The data derived from the first year and the second year were used for calibration and validation of the model, respectively. In addition to field data, daily meteorological data, management events, soil characteristics and geographical coordinates were provided to DSSAT 4.7 software. After determining the genetic coefficients of each genotype, the model was calibrated for different traits and subsequently the same coefficients were used to validate the model. Using statistical indices, the simulated values of the model were tested with the observed values.

    Results

    The results showed that the phenological stages including day to anthesis and day to maturity were simulated with root mean squared error (RMSE) equal to four days, and normalized root mean square error (nRMSE) less than 3%. RMSE for grain yield and biological yield were 416 kg ha-1 and 1000 kg ha-1, respectively, and nRMSE values were between 7-8%. In water productivity based on grain yield and biological yield, nRMSE values were 6.21% and 7.53%, respectively, and RMSE values were 0.93 kg ha-1 mm-1 and 2.91 kg ha-1 mm-1, respectively. In all the simulated traits, the Willmott's agreement indices (d) and the coefficient of determination (R2) were in the acceptable range, which showed the proper performance of the DSSAT-Nwheat model for simulating these traits in different bread wheat cultivars.

    Conclusion

    The results of this study showed that the DSSAT-Nwheat model had proper performance for simulating phenological stages, grain yield, biological yield and water productivity in four cultivars including Araz, Arman, Taktaz and N-93-9. The nRMSE values for all studied traits were between 6-8%. The cultivars studied in this study are the latest cultivars released for the northern warm and humid agro-climatic zone, Iran, in the next few years, they will occupy a large area of wheat cultivation in Golestan province. Therefore, it seems that the results of this study can be used in the decisions of wheat cultivation systems, different effects of agricultural management and current and future climate change in Golestan province.

    Keywords: Golestan Province, Sowing date, Climate Change, Modeling
  • Afsaneh Allahveran Oosalo, Lotfali Naseri *, Abolfazl Alirezalu, Reza Darvishzadeh, Samad Nejad Ebrahimi Pages 125-148
    Background and Objectives

    Grape is one of the most important fruit products globally and has a high nutritional value with strong antioxidant and anti-cancer activity. Today, the use of healthy natural compounds, including organic nitrogen compounds, has become very important to improve the qualitative performance of fruits. The use of amino acids as one of the natural compounds of nitrogen can increase the nutritional values of fruit crops. In the present study, gamma aminobutyric acid was used as a non-protein amino acid to improve the quality characteristics of Qizil-Uzum grape fruit.

    Materials and Methods

    The experiment was performed in two separate orchards located in two regions of Urmia city with different microclimatic conditions in a completely randomized design with GABA foliar application at 4 concentrations (0, 5, 10, 25 mM) in two stages (veraison stage and one week later) with 3 replications on 13-year-old cv. Qızıl Uzum grapevines. Some fruit quality characteristics include titratable acids (TA), total soluble solids (TSS), total antioxidant content, total phenol, total flavonoid, total anthocyanin, the activity of phenylalanine ammonialyase (PAL), catalase enzymes, phenolic compounds of fruit including flavonols, flavan-3-ols and phenolic acids, and also a relative expression of PAL and CHS genes were evaluated.

    Results

    Based on the results, GABA at a concentration of 10 mM, caused the highest content of titratable acids, total soluble solids, total phenol, total flavonoids, total antioxidant and total anthocyanin of fruit. The highest activity of PAL enzyme was also observed at this concentration. Catalase enzyme had the maximum activity at 25 mM. The phenolic compounds that were measured by HPLC in this study included the flavonol compounds: myricetin, quercetin, kaempferol, syringetin; the flavan-3-ols compounds: catechin; and the non-flavonoid compounds: gallic acid, caffeic acid, p-coumaric acid and resveratrol, most of which had the highest level at 10 mM, followed by 5 mM GABA. Also, PAL and CHS genes had the highest expression at both sampling times (48 and 72 hours after foliar application) at the concentration of 10 mM GABA and their lowest expression was at the concentration of 25 mM GABA.

    Conclusion

    This study showed that GABA at the concentration of 10 mM at the veraison stage and one week later had an effect on increasing fruit quality indicators, including total soluble sugars, as a basic substrate for the biosynthetic pathway of effective fruit quality compounds, and with effect on antioxidant content improvement, as well as enhancing the expression of related genes for PAL enzyme activity, as a key enzyme of the biosynthesis of the phenolic compound, can improve fruit quality and marketability of grape fruit of Qızıl Uzum cultivar.

    Keywords: flavan-3-ols, flavonol, HPLC, phenolic compounds, phenylalanine ammonialyase
  • Hossein Mazarimanghabi, Mojtaba Delshad *, Sasan Aliniaeifard Pages 149-164
    Background and Objectives
    Light is an essential factor for growth and development in agricultural production. Vertical agriculture has been increasingly developed to produce leafy vegetables and herbs. High light consumption is the most important obstacle in the development of vertical farming system. Basil (Ocimum basilicum L.) is one of the most popular leafy vegetables and is suitable for growing in plant factories. Therefore, the aim of the present study was to reveal the yield and dry matter production response of basil to add far-red light to the photosynthetic active spectrum, and finally to investigate the interaction of far-red light and daily light integral (DLI) on growth, morphology and light use efficiency in basil.
    Materials and Methods
    The experiment was performed in a split plot based on a randomized complete block design. Treatments included daily light integral (DLI) at two levels of 6.4 and 10.8 (mol m-2 d-1), and far-red light at three levels of 0, 5 and 20% based on the light recipe of the LEDs DLI. The measured traits included morphological traits (fresh and dry weight of leaves, stems and plants, plant height and leaf area), growth (specific leaf area (SLA), and partitioning to leaves), and determining the efficiency of light and radiation use efficiency.
    Results
    The results showed that the plant fresh and dry weight increased by far-red light at the level of 20% in high DLI conditions (10.8), which was due to the increase in stem fresh and dry weight. As a result, the partitioning to leaves decreased slightly, although it was not statistically significant. Similar to high DLI conditions, the plant fresh and dry weight increased with the addition of far-red light (5 and 20%) at low DLI conditions (6.4), but this increase was due to the increase in leaves fresh and dry weight, and eventually led to the more partitioning to leaves. SLA in plants grown in low DLI decreased significantly by decreasing the phytochrome stationary state (PSS) as a result of adding far-red light from 0.88 to 0.82, which was due to the increase in leaves dry matter. In this regard, in plants grown at high DLI, with decreasing the PSS as a result of adding far-red light from 0.88 to 0.85, the SLA did not change.
    Conclusion
    In general, the response of shade avoidance syndrome (SAS) seems to be more associated with increased stem height when plants grown under high DLI, and is more associated with increased leaf area and stem height when plants grown under low DLI and high levels of far-red light.
    Keywords: Basil, Far-red, light, Daily light integral, Yield
  • Nahid Balasemi, Zeynab Roein *, Atefeh Sabouri, Ahmadreza Dadras Pages 165-186
    Background and Objectives

    Water scarcity is one of the major environmental stresses that adversely affect physiological processes and plant growth. Deficit irrigation (DI) is one of the important irrigation management strategies that has been proposed to conserve water, whereas plants are exposed to a certain degree of water stress. The purpose of the present study was to identify physiological and morphological responses of Ranunculus to different levels of deficit irrigation.

    Materials and Methods

    The pot experiment was arranged in the greenhouse in a completely randomized design with four replicates. Plants were irrigated under four water regimes included (1) the control (100% SWC), with full irrigation, in which the soil water content was maintained at 100% pot capacity throughout the plant growth period, (2) the low deficit irrigation (75% SWC) in which the soil water content was retained at 75% of the pot capacity, (3) the moderate deficit irrigation (50% SWC) in which the soil water content remained at 50% of the pot capacity, and (4) severe deficit irrigation (25% SWC) in which the soil water content maintained at 25% of the pot capacity. In this study growth parameters (plant height, number of leaves, number of buds, flowers and petals, petiole length, fresh and dry weight of shoots and underground organs), physiological attributes (electrolyte leakage, relative water content), photosynthesis parameters (transpiration rate, leaf temperature, intercellular CO2 concentration, ambient CO2 concentration), water use efficiency (WUE) and degree of tolerance to deficit irrigation stress of Ranunculus plants were evaluated.

    Results

    The results showed that severe DI reduced plant height (34.5%), leaf number (57%), petiole length (47%), bud number (233%), flower diameter (23%), number of petals (17%), fresh and dry weight of aerial parts (59%, 53%), fresh and dry weight of underground parts (69%, 77%) compared to stress-free conditions (100% SWC). These symptoms indicated the adverse effects of deficit irrigation on the plant. As a consequence of this, leaf temperature (31.90°C), ambient CO2 concentration (479.06 µmol.m‐2.s‐1), and intracellular CO2 (479.47 µmol.m‐2.s‐1) were higher in severe DI. Plants subjected to full irrigation, and low deficit irrigation (75% SWC) had more flowers bud than moderate and severe water stress. Findings of the experiments revealed that low deficit irrigation slightly decreased the plant height, leaf number, petal number, and plant biomass than full irrigation conditions. Also, the highest transpiration rate (0.88 µmol.m‐2.s‐1) was observed at a moderate DI (50% SWC). In addition, plants submitted to an irrigation water deficit have lower values relative water content (RWC) than those of fully irrigated plants. Severe DI (25% SWC) caused a remarkable increase in electrolyte leakage followed by 50% SWC. It was found that WUE decreased with an increase in water stress levels. The WUE was higher (37.5%) in full irrigation than in moderate and severe deficit irrigation. Moreover, by implementing DI, irrigation at 25% SWC for Ranunculus plants saved 45.78% of water.

    Conclusion

    In general, these results show that Ranunculus is sensitive to severe deficit irrigation stress and is moderately tolerant to 75% SWC. Therefore, low deficit irrigation (75% SWC) stress, but not moderate or severe, could be imposed in Ranunculus to reduce water consumption, still maintaining plant ecophysiological performances and ornamental quality.

    Keywords: Intracellular CO2 concentration, Low deficit irrigation, Morphological plant responses, Ranunculus, Transpiration
  • Seyedreza Amiri *, Hamed Eyni-Nargeseh Pages 187-208
    Background and objectives

    According to global warming and climate change, investigating and assessing the efficiency of adaptation strategies are necessary for achieving agricultural sustainable development under future climate conditions. Change in sowing date and dormant seeding for crops can be considered as a suitable strategy to adapt with changing climate conditions. Under dormant seeding management (DSM), the seeds remain ungerminated in the soil, and germinate and emerge with the onset of warming thanks to climate change exploiting late-winter rainfalls, and consequently decreasing frost risk stress at seedling stage and increasing water use efficiency. The main objective of the current study was to investigate the effect of sowing dates especially dormant seeding on rainfed chickpea seed yield in Kermanshah (West) and Tabriz (Northwest) climatic conditions.

    Materials and Methods

    In the current study, three general circulation models (MPI-ESM-LR, MPI-ESM-MR and NorESM1) were used under two emission scenarios (RCP4.5 and RCP8.5) for the future of 2039–2069 in Kermanshah and Tabriz regions. GCM outputs were downscale by AgMIP methodology. The SSM-Chickpea model was employed to simulate the growth and development of chickpea (Soltani and Sinclair, 2011). Five sowing dates including 21 December (DSM), 6 March, 21 March, 4 April and 21 April were considered as an adaptation strategy to possible impacts of climate change. Study traits included leaf area index, number of days to maturity, mean temperature over the growing season, cumulative rainfall, evapotranspiration, biological yield, and grain yield.

    Results and discussion

    The results of model validation showed that the model was able to predict the grain yield reasonably well (R2=0.92 and RMSE=14%). Overall, averaged grain yield at all sowing dates in Tabriz was 131% more than Kermanshah in the baseline. High grain yield in Tabriz compared with Kermanshah can be attributed to more leaf area index and length of growing season. Averaged grain yield in dormant seeding was 13.51, 22.30, 31.94 and 46.86% higher compared to 6 March, 21 March, 4 April and 21 April, respectively in both locations at the baseline. On average (GCMs, emission scenarios and locations), dormant seeding had the highest grain yield (24.93%) than other sowing dates in future climate change conditions compared to baseline. The reasons of superiority of dormant seeding of chickpea compared to other sowing dates was due to coinciding of crop growth period with rainfall (Hajjarpoor et al., 2016), reduction in negative effects of high temperatures on grain yield especially during grain filling (Hajarpour et al., 2013), increasing transpiration efficiency due to lower temperatures over the growing season (Soltani et al., 2006) and escaping terminal drought stress at end of growing season. Averaged grain yield (locations, sowing dates and GCMs) under RCP4.5 and RCP8.5 scenarios increased by 8.97 and 14.12% compared to baseline. Increasing grain yield was due to the positive effects of boosting the carbon dioxide concentration on the photosynthesis rate of chickpea as a C3 plant under changing climate (Meghdadi et al., 2014).

    Keywords: Cumulative rainfall, Sowing date, Seed yield, Temperature during growing season
  • Somayeh Fallahi, Mohammad Naghi Safarzade Vishekaei *, Peyman Sharifi, Hasan Akhgari Pages 209-224
    Background and objectives

    Rainfed planting of peanuts in Guilan province has a history of more than 120 years. The use of late cultivar NC2 in most of the peanut fields in this region during the last 45 years has provided the basis for the spread of diseases and severe functional fluctuations in the production of this plant. The light soil texture in the fields of this plant also increases the yield fluctuations of this cultivar in the low rainy years by reducing the available moisture for peanut plants. As a result, the introduction of new cultivars adapted to the climatic conditions of the region, which have good pod yield in rainfed conditions, is one of the most important necessity for Guilan province. Therefore, the present study was designed and conducted to investigate and compare physiological indices and radiation use efficiency in 14 new peanut genotypes and compare them with NC2 cultivar.

    Material and methods

    This study was conducted as a randomized complete block design with three replications in two years 2016 and 2017 in Astaneh Ashrafiyeh city. 14 peanut genotypes along with NC2 cultivar, which is the dominant cultivar in the region, formed experimental blocks. All genotypes were planted flat and in rainfed conditions. Heat unit throughout the growth period, crop growth rate, pod growth rate, partitioning coefficient, radiation use efficiency, pod yield, grain yield, biological yield and harvest index were studied in all genotypes and NC2 cultivar and were compared with this cultivar.

    Results

    The results of this study indicated that the highest heat units from planting to harvesting maturity were observed in NC2 cultivar and ICGV02317 and ICGV92222 genotypes, respectively, while ICGV00350 and ICGV87846 genotypes had the lowest heat units during the growing season. The highest values of crop growth rate, pod growth rate, radiation use efficiency, pod yield and grain yield were obtained from NC2 cultivar and ICGV00420, ICGV99019 and ICGV92116 genotypes.

    Conclusion

    According to the results, in rainfed conditions, 3 genotypes ICGV00420, ICGV99019 and ICGV92116 reached the harvesting maturity stage faster than NC2 cultivar with a lower heat unit in this area while in many of the measured traits were similar to the mentioned cultivar. The results also indicated that the mentioned genotypes can be considered as an alternative to planting NC2 cultivar in the region's farms according to the calculated physiological indices and radiation use efficiency because these genotypes had suitable radiation use efficiency, pod and grain yield under rainfed cultivation conditions.

    Keywords: Peanut, Crop growth rate, Pod growth rate, Harvest index, Pod yield
  • Fatemeh Sadeghian, Esmaeil Seifi *, Seyyedeh Sanaz Ramezanpour, Seyyed Alireza Salami Pages 225-242
    Introduction and objectives

    Grapes are a significant source of phenolic compounds, Genetic factors primarily determine anthocyanins, and in grapes, skin color is a critical and influential factor in the large germplasm of grapes. Since about 250 cultivars of 800-1000 grape cultivars are grown in Iran, studying anthocyanin compounds in the available germplasm resources is crucial. Therefore, this study was carried out to investigate the profile and diversity of different polyphenolic and anthocyanin compounds in some colored grapevine cultivars (V. vinifera L).

    Material and methods

    In this study the cultivars Flame, Crimson, Red Globe, Sahebi ghoochan, Ghare Shire, Sahebi Urmia, Syah Ghare Bagh, Rish baba, Flame seedless and Lale Bidane were investigated. The amount of phenol in the pulp was measured by the Folin-Ciocalteu method, and total flavonoids were measured by aluminum chloride calorimetry method. Total anthocyanin was measured with a spectrophotometer at 760 nm. The evaluation of the individual anthocyanin compounds was done by HPLC-DAD. Analysis of variance for all morphological traits was performed with the software IBM SPSS 26 using the one-way method ANOVA. The correlation among varieties, PCA analysis, and the scatter plot of the distribution according to PC1/PC2 were made with the statistical software SPSS. The distance values were calculated using the Euclidean method, and the dendrogram was generated using the UPGMA method of the NCSS statistical software (NCSS.12).

    Results

    The percentage of total phenols, flavonoids, and anthocyanins in the berries of the studied cultivars were 48, 43, and 9, respectively. The results showed that the highest concentrations of total phenols were found in the cultivars “Crimson” (16.94 mg GAE/100 g), “Red Globe” (13.74 mg GAE/100 g), and “Flame” (13.58 mg GAE/100 g). The highest content of total flavonoids was found in “Flame” (36.47 mg100 g-1) and “Red Globe” (10.05 mg 100g-1), also the highest content of anthocyanins was found in “Ghare Shire”, “Syah Ghare Bagh”, “Lale Bidane” and “Sahebi Urmia” with 6.09, 6.59, 3.58 and 2.01 mg kg -1, respectively. Among the varieties studied, the lowest content of total anthocyanins, flavonoids, and phenol respectively was observed in “Flame” with 0.23 mg kg-1 and “Syah Ghare Bagh” with 5.8 mg/kg, and in “Sahebi ghoochan” with 2.88 mg kg-1. The composition of pelargonidin and its derivatives was not identified. The concentration of malvidin in “Flame” and “Red Globe” was trace and was not observed in “Sahebi Urmia” and “Lale Bidane”. The correlation results show that the highest positive and significant correlations were between delphinidin 6-acetyl glucoside and cyanidin 6-acetyl glucoside (r=0.99). Malvidin showed the highest correlation with delphinidin and petunidin. According to the dendrogram of cluster analysis of ten red cultivars for anthocyanins, they were divided into two main groups. The first group consisted of the two cultivars “Syah Ghare Bagh” and “Ghare Shire”, further away from the other eight cultivars of the second group.

    Conclusion

    The studied cultivars showed significant differences in the individual anthocyanin compounds and the amount of phenol, flavonoids, and total anthocyanins. According to the results, peonidin and malvidin had the highest concentrations in the studied cultivars; In “Syah Ghare Bagh”, the highest concentration of peonidin was found at 54.08 mg kg DW -1, and in “Ghare Shire” malvidin with 42.78 mg kg DW -1. In addition “Syah Ghare Bagh” and “Ghare Shire”' had the highest total anthocyanin concentration. Consequently, these genotypes were located in a separate group by distance from most cultivars based on cluster analyses.

    Keywords: Antioxidant, Diversity, Malvidin, PCA, total phenol