فهرست مطالب

تحقیقات غلات - سال سیزدهم شماره 1 (بهار 1402)

فصلنامه تحقیقات غلات
سال سیزدهم شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/09/23
  • تعداد عناوین: 6
|
  • یوسف ارشد، مهدی زهراوی*، علی سلطانی صفحات 1-16
    مقدمه

    گندم از نظر تولید جهانی رتبه دوم را در بین غلات دارد، اما تحت تاثیر تغییرات اقلیمی پیش رونده جهانی قرار گرفته است. تنش خشکی یکی از عوامل مهم کاهش تولید گندم است. توسعه ارقام گندم متحمل به خشکی در حال حاضر چالشی بزرگ برای به نژادگران گندم محسوب می شود. کنترل ژنتیکی پیچیده چندصفتی و چندژنی، برهم کنش ژنوتیپ و محیط بالا، وراثت پذیری پایین و مشکلات مربوط به غربال گری انبوه صفات و ژن های گیاهی موثر در تحمل به خشکی به دلیل دخالت تعداد زیادی از صفات و وجود همبستگی های مثبت و منفی بین آنها، از جمله عواملی هستند که اصلاح ارقام گندم برای تحمل به تنش خشکی را با چالش مواجه ساخته اند. انتخاب ژنوتیپ های متحمل به خشکی به عنوان رویکردی مقرون به صرفه و زیستی برتر برای افزایش تولید گندم در مناطق کم رطوبت، همیشه مدنظر به نژادگران بوده است. غربال گری ژنوتیپ های گندم برای شناسایی منابع تحمل به خشکی ضروری است و می تواند در انتخاب والدین مناسب و مطلوب جهت اجرای برنامه های به نژادی مفید باشد. توده های گیاهی بومی منابع ارزش مندی برای تحمل به تنش های محیطی از جمله تنش خشکی به شمار می روند. نژاد های بومی گیاهی، جمعیت های ناهمگن و سازگاری هستند که به طور محلی اهلی شده اند و منابع ژنتیکی را فراهم می کنند که می توانند پاسخ گوی نیازهای ناشی از چالش های جدید و پیش روی کشاورزی تحت شرایط پرتنش باشند. هدف از این تحقیق شناسایی نمونه های ژنتیکی متحمل به تنش خشکی جهت استفاده از آنها در برنامه های به نژادی آینده بود.

    مواد و روش ها

    تعداد 512 نمونه ژنتیکی از کلکسیون گندم بانک ژن گیاهی ملی ایران به همراه ارقام کویر، روشن و ماهوتی به عنوان شاهد، برای تحمل به تنش خشکی در مزرعه پژوهشی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی یزد بررسی قرار گرفتند. آزمایش در قالب دو طرح آگمنت جداگانه انجام شد که یک آزمایش مربوط به شرایط تنش خشکی و دیگری مربوط به شرایط آبیاری نرمال بود. تنش خشکی با محدودیت دوره آبیاری اعمال شد. با توجه به اینکه از مجموع مواد ژنتیکی مورد آزمایش، 141 نمونه ژنتیکی بقاء یافتند، بنابراین ارزیابی صفات روی آنها و نمونه های متناظر آنها در آزمایش نرمال انجام شد. برای تحلیل داده ها، آماره های توصیفی شامل حداقل، حداکثر، میانگین و ضریب تغییرات صفات محاسبه شد. به منظور مطالعه ارتباط بین صفات، ضرایب همبستگی بین آنها برآورد و آزمون شد و برای تعیین نقش هر یک از صفات و شناسایی صفات مهم و اثرگذار بر وزن دانه پنج سنبله از تجزیه رگرسیون گام به گام استفاده شد. نمونه های ژنتیکی مورد مطالعه با استفاده از تجزیه خوشه ای به روش K-means از یکدیگر تفکیک شدند. محاسبات آماری با استفاده از نرم افزارهای R و SPSS انجام گرفت.

    یافته های تحقیق: 

    نتایج حاصل از برآورد آماره های توصیفی نشان داد که بیش ترین ضریب تغییرات تحت شرایط نرمال و تنش خشکی به ترتیب به صفات وزن دانه پنج سنبله (35/23 درصد) و تعداد پنجه در بوته (67/31 درصد) اختصاص داشت. صفت وزن دانه پنج سنبله دارای بیش ترین میزان کاهش دامنه تغییرات (3/51 درصد) تحت شرایط تنش خشکی نسبت به شرایط نرمال بود و بیش ترین کاهش میانگین به ترتیب برای صفات تعداد پنجه بارور (3/59 درصد) و وزن دانه پنج سنبله (5/40 درصد) مشاهده شد. تعداد زیادی از نمونه های ژنتیکی در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی نسبت به ارقام شاهد برتری نشان دادند. 97 نمونه ژنتیکی، وزن دانه پنج سنبله بیش تری نسبت به ارقام شاهد داشتند. نمونه های ژنتیکی KC12856، KC12776، KC12783، KC12767 و KC12697 (به ترتیب با مقادیر 77/6، 75/6، 22/6، 94/5 و 86/5 گرم) دارای بیش ترین وزن دانه پنج سنبله در شرایط تنش خشکی بودند. صفات تعداد سنبلچه در خوشه، تعداد گلچه در سنبلچه، وزن صد دانه و تعداد دانه در خوشه، دارای ضرایب همبستگی قوی و معنی دار در سطح  احتمال یک درصد با وزن دانه پنج سنبله در شرایط تنش خشکی بودند. بر اساس نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام تحت شرایط تنش خشکی، سه صفت تعداد دانه در سنبله، وزن صد دانه و طول سنبله وارد مدل شدند و 6/90 درصد از تغییرات وزن دانه پنج سنبله را توجیه کردند. مواد ژنتیکی مورد بررسی با استفاده از تجزیه خوشه ای به روش K-means در پنج خوشه متفاوت گروه بندی شدند.

    نتیجه گیری

    در مجموع نتایج این تحقیق، ظرفیت ارزشمند ژرم پلاسم مورد بررسی را برای تحمل به تنش خشکی نشان داد.  بررسی روابط بین صفات نشان دهنده اهمیت تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد گلچه در سنبلچه و وزن صد دانه در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی بود. برای هر یک از صفات مورد ارزیابی، تعداد زیادی از نمونه های ژنتیکی در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی نسبت به ارقام شاهد برتری داشتند که بیانگر غنی بودن این ذخایر برای صفات مرتبط با تحمل به تنش خشکی است. بر این اساس، پیشنهاد می شود ارزیابی و غربال گری کلکسیون بانک ژن گیاهی ملی ایران به منظور شناسایی منابع متحمل به تنش خشکی ادامه یابد. در تجزیه خوشه ای، ارقام شاهد با ویژگی های متفاوت در گروه های جداگانه قرار گرفتند و علاوه بر این، گروهی متمایز از نمونه های ژنتیکی واجد صفات برتر تشکیل شد. از ژرم پلاسم متنوع شناسایی شده در این تحقیق و یا نمونه های ژنتیکی برتر، می توان برای توسعه پایه ژنتیکی در تلاقی ها و یا به عنوان والد در برنامه به نژادی بهره برداری کرد.

    کلیدواژگان: بانک ژن، تنش رطوبتی، توده محلی، منابع ژنتیکی
  • محمدعلی آقاجانی*، محمد رضوی صفحات 17-29
    مقدمه

    یکی از روش های موثر در کنترل بیماری های گندم، استفاده از مخلوط ارقام است. اصولا باید از ارقامی استفاده شود که به لحاظ صفات زراعی خوب و مشابه، اما در مقاومت به بیماری ها متفاوت باشند. استفاده از مخلوط ارقام زمانی متداول است که رقم پرمحصول، حساس و رقم کم محصول، مقاوم به بیماری باشد و به این ترتیب، مخلوط آنها دارای راندمان قابل قبولی باشد. مخلوط ارقام به عنوان مخلوطی از ارقام متفاوت تعریف شده است که شباهت کافی برای رشد کردن در کنار هم دارند، اما از نظر بسیاری از صفات نظیر مقاومت در برابر بیماری ها، متفاوت هستند. مخلوط ارقام، بیماری را به طور کامل متوقف نمی کند، بلکه نرخ پیشرفت بیماری را از طریق محو کردن تعداد زیادی از اسپورها در هر چرخه تکثیر بیمارگر کاهش می دهد. هدف از اجرای این تحقیق، بررسی تاثیر کشت مخلوط سه رقم کوهدشت، مغان و مروارید در کنترل چهار بیماری سفیدک سطحی، لکه خرمایی، زنگ زرد و زنگ قهوه ای بود.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر مخلوط ارقام در کنترل بیماری های برگی گندم، تحقیقی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 12 تیمار و چهار تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان اجرا شد. رقم های مورد استفاده شامل سه رقم کوهدشت، مغان و مروارید بودند که از نظر چهار بیماری برگی شامل سفیدک سطحی، لکه خرمایی، زنگ زرد و زنگ قهوه ای مورد ارزیابی قرار گرفتند. سفیدک سطحی و لکه خرمایی بر اساس میزان آلودگی با استفاده از مقیاس ساری و پرسکات و زنگ زرد و قهوه ای با استفاده از تیپ و شدت آلودگی اندازه گیری شدند. شدت نهایی و مقدار استاندارد شده سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری (SAUDPC) برای هر چهار بیماری ارزیابی شد.

    یافته های تحقیق:

     نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل آماری داده ها نشان داد که اختلاف آماری بسیار معنی داری (01/0>P) بین تیمارهای آزمایش از لحاظ شدت نهایی بیماری و مقدار استاندارد شده سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری (SAUDPC) هر چهار بیماری وجود داشت. نتایج آزمون مقایسه میانگین ها نشان داد که در مورد سفیدک سطحی، تمام تیمارها دارای شدت نهایی بیماری بالاتر از 30 درصد و پایین تر از 45 درصد بودند و بنابراین، کارایی مناسبی در هیچ کدام از تیمارها برای کاهش شدت این بیماری مشاهده نشد، اما در مورد زنگ زرد، مقاوم بودن ارقام کوهدشت، مروارید و مخلوط بذری آنها، آشکارا قابل مشاهده بود. در مورد لکه خرمایی، پایین ترین شدت نهایی بیماری در رقم مروارید و مخلوط یک به یک کوهدشت و مغان مشاهده شد و سایر نسبت های مخلوط بذر دو رقم کوهدشت و مغان نتوانست کنترل مناسب بیماری را به دنبال داشته باشد. در مورد بیماری زنگ قهوه ای، پایین ترین شدت نهایی بیماری در رقم های مروارید و مغان با تراکم 150 بذر در متر مربع و بالاترین شدت بیماری در تیمارهای مربوط به رقم کوهدشت مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    در این تحقیق، تاثیر مخلوط ارقام در کنترل بیماری های برگی گندم مورد بررسی قرار گرفت. در مورد بیماری سفیدک سطحی، تمام تیمارها دارای شدت نهایی بیماری بالاتر از 30 درصد و پایین تر از 45 درصد بودند و بنابراین، کارایی مناسبی در هیچ کدام از تیمارها برای کاهش شدت این بیماری دیده نشد، در حالی که مقاوم بودن ارقام کوهدشت (تیمار شماره 1) و مروارید (تیمار شماره 3) و ترکیب بذری آنها (تیمار شماره 10) برای بیماری زنگ زرد، آشکارا قابل مشاهده بود. در مورد بیماری لکه خرمایی، پایین ترین شدت نهایی بیماری در دو تیمار شماره 3 (رقم مروارید) و 4 (مخلوط 1:1 کوهدشت و مغان) مشاهده شد و سایر نسبت های مخلوط بذر دو رقم کوهدشت و مغان نتوانست بیماری را کنترل کند. در مورد بیماری زنگ قهوه ای، پایین ترین شدت نهایی بیماری در دو تیمار 3 (رقم مروارید) و 12 (رقم مغان با تراکم 150 بذر در متر مربع) و بالاترین شدت بیماری در تیمارهای مربوط به رقم کوهدشت مشاهده شد.

    کلیدواژگان: زنگ گندم، زنگ زرد، زنگ قهوه ای، لکه خرمایی، مدیریت بیماری ها
  • پرویز گلپرست، مهدی خانی*، جبرائیل تقی نژاد، نرگس بنائیان صفحات 31-45
    مقدمه

    گندم در بسیاری از کشورها از جمله ایران، به عنوان یک محصول راهبردی تلقی می شود و نقش ویژه ای در تغذیه و تامین انرژی بخش قابل توجهی از مردم جهان دارد. علاوه بر جنبه های اقتصادی، تولید این محصول اهمیت بالایی از نظر تامین امنیت غذایی دارد. با توجه به افزایش جمعیت جهانی و محدودیت منابع، تلاش های جدی برای بهینه سازی فرآیندهای کشاورزی و بهبود بهره وری آن ها در حال انجام است. در این راستا، کشت روی پشته های دایمی مرتفع که با نام رایزبد (Raised Bed) شناخته می شود، به عنوان یک روش نوین و کارآمد در تولید محصولات مختلف از قبیل گندم مطرح شده است. در بسیاری از مناطق جهان از جمله ایران، بزرگ ترین محدودیت تولید محصولات کشاورزی، آب است. کشت رایزبد می تواند باعث بهبود بهره وری مصرف آب شود و در نتیجه می توان با منابع آبی در دسترس، محصول بیش تری تولید کرد که البته این افزایش تولید، به غیر از نقش این روش در بهبود عملکرد در واحد سطح است. همچنین، در این روش فقط در اولین سال تشکیل پشته ها نیاز به عملیات تهیه بستر عمیق است و با حذف نیاز به خاک ورزی عمیق در سال های بعد، مصرف انرژی نیز کاهش می یابد. در رابطه با اثرات مختلف روش کشت رایزبد، مطالعات محدودی در برخی مناطق جهان و روی محصولات مختلفی صورت گرفته است، اما نبود اجماع میان این پژوهش ها و نیز تعمیم پذیری پایین نتایج در حوزه کشاورزی، این نیاز را ایجاد می کند که مطالعات جداگانه ای برای هر منطقه و هر محصول انجام شود. در مطالعه حاضر، اثر استفاده از خطی کار ویژه کشت رایزبد در مقایسه با بذرکارهای مرسوم روی کیفیت کاشت، مصرف آب، عملکرد، هزینه ها و سود اقتصادی کشت گندم آبی مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی عملکرد بذرکارهای مختلف در یک سیستم تناوبی مبتنی بر گندم آبی، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تیمار و چهار تکرار در کشت و صنعت مغان واقع در شهرستان پارس آباد استان اردبیل در سال زراعی 1401-1400 اجرا شد. تیمارها شامل کاشت با خطی کار رایزبد (چهار خط روی پشته های بلند به عرض 75 سانتی متر)، کاشت با خطی کار معمولی غلات (سه خط روی پشته هایی به عرض 60  سانتی متر) و کاشت با خطی کار غلات فاقد جوی و پشته ساز (بذرکاری + جوی و پشته سازی) بودند. صفات اندازه گیری شده شامل ظرفیت مزرعه ای کارنده، میزان شکستگی بذر، ضریب یکنواختی توزیع بذر (افقی و عمودی)، درصد سبزشدگی، کارایی مصرف آب، تعداد سنبله در واحد سطح، تعداد دانه در سنبله، عملکرد دانه و شاخص برداشت بود. برای تحلیل مالی (ارزیابی اقتصادی) از روش بودجه بندی جزیی و نرخ بازده نهایی استفاده و مقایسه میانگین ها با آزمون LSD انجام شد. برای تجزیه وتحلیل اقتصادی و آماری داده ها، از نرم افزارهای Excel و SPSS استفاده شد.

    یافته های تحقیق: 

    نتایج نشان داد که اثر کاشت روی پشته های بلند بر بیش تر صفات مریوط به اجزای عملکرد در سطح احتمال پنج درصد و بر شاخص برداشت و عملکرد محصول در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. بیش ترین عملکرد گندم در کاشت با خطی کار رایزبد با میانگین 75/8611 کیلوگرم در هکتار به دست آمد که نسبت به روش های دوم و سوم به ترتیب هفت و هشت درصد بیش تر بود. شاخص برداشت در این سه روش کاشت، به ترتیب 54/47، 62/42 و 26/41 درصد به دست آمد. نتایج تحلیل مالی نشان داد که استفاده از بذرکار رایزبد بیش ترین سودآوری را به همراه داشت. سود خالص حاصل از این سه روش کشت به ترتیب 85/87، 91/51 و 51/42 میلیون ریال در هکتار بود. نرخ بازده نهایی جایگزینی کاربرد بذرکار رایزبد نسبت به بذرکار معمولی و بذرکار فاقد جوی وپشته ساز نیز به ترتیب 95/123 و 73/173 درصد محاسبه شد.

    نتیجه گیری

    استفاده از خطی کار رایزبد در همان سال اول باعث افزایش قابل توجه در سود خالص می شود، ولی برای بررسی جامع تر، نیاز به مطالعات چندساله دارد. نیاز به خاک ورزی عمیق تر و تشکیل پشته های بلند در اولین سال و نیز قیمت بالا و ظرفیت مزرعه ای پایین خطی کار رایزبد، باعث افزایش هزینه های عملیات تهیه بستر و کاشت شد، اما صرفه جویی در مصرف بذر تا حدودی تعدیل کننده این افزایش هزینه بود. در مقابل، افزایش درآمد حاصل از افزایش معنی دار عملکرد محصول، بسیار بیش تر از تغییرات هزینه بود. علاوه بر افزایش سود مستقیم کشاورزان، صرفه جویی در مصرف آب و انرژی در روش کاشت رایزبد، از دیگر دلایل اولویت این روش نسبت به روش های مرسوم است، زیرا کشاورزان هزینه واقعی این دو نهاده را پرداخت نمی کنند. به هر حال، برای رفع موانع گسترش این روش کاشت، به مطالعات بیش تری نیاز است.

    کلیدواژگان: امنیت غذایی، بهره وری مصرف آب، سود خالص، کارنده
  • مریم هراتی راد، نفیسه مهدی نژاد، رضا درویش زاده*، براتعلی فاخری، میترا جباری صفحات 47-63
    مقدمه

    اولین گام در برنامه های به نژادی، استفاده از تنوع ژنتیکی موجود در بین جمعیت ها، ارقام و لاین های موجود است. ذرت به عنوان یک گیاه مدل برای مطالعات ژنتیک صفات مختلف استفاده می شود. ذرت نسبت به سایر محصولات زراعی، نیاز بالایی به روی (Zn) دارد و به عنوان شاخص ارزیابی کمبود روی در خاک شناخته می شود. ایران از نظر شرایط آب و هوایی در منطقه خشک و نیمه خشک قرار دارد و عموما کمبود عناصر ریزمغذی به ویژه روی در آن وجود دارد. کمبود عناصر غذایی از قبیل روی یکی از تنش های غیرزیستی مهمی است که بر رشد و نمو گیاهان از جمله ذرت تاثیر می گذارد. هدف از انجام این مطالعه، ارزیابی تنوع ژنتیکی تعدادی از لاین های ذرت تحت دو شرایط بهینه و کمبود روی بود.

    مواد و روش ها

    به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی 95 لاین ذرت بر اساس صفات اگرو- مورفولوژیک، آزمایشی در قالب طرح آلفا لاتیس در دو تکرار تحت دو شرایط نرمال یا بهینه (استفاده از کود سولفات روی) و کمبود روی (عدم استفاده از کود سولفات روی) در مرکز تحقیقات کشاورزی زابل به مدت دو سال اجرا شد. لاین های ذرت مورد تحقیق از دانشگاه رازی کرمانشاه، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی و موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج در قالب طرح تحقیقاتی شماره 94/101/T.T مصوب پژوهشکده زیست فناوری دانشگاه ارومیه تهیه شدند. تعداد 29 صفت اندازه گیری و ثبت شد. تجزیه واریانس مرکب صفات مورد مطالعه تحت شرایط نرمال و کمبود روی با استفاده از نرم افزار SAS نسخه 9.4 انجام شد. سایر تجزیه های آماری با استفاده از نرم افزار R و بسته های مختلف شامل آماره های توصیفی با استفاده از بسته pastecs، ضریب همبستگی پیرسون با استفاده از بسته corrplot، تحلیل رگرسیون گام به گام پیشرو با استفاده از بسته olsrr و تحلیل عاملی با استفاده از بسته psych انجام شد.

    یافته های تحقیق: 

    نتایج این مطالعه نشان داد که تغییرات فنوتیپی زیادی در میان لاین های ذرت مورد استفاده برای تمامی صفات در هر دو شرایط محیطی وجود داشت. نتایج تجزیه واریانس وجود تنوع فنوتیپی بالا در بین لاین های ذرت را تایید کرد. همه صفات تحت تاثیر محیط قرار گرفتند و تفاوت آماری معنی داری بین دو محیط از نظر تمامی صفات اندازه گیری شده در لاین ها مشاهده شد. برهم کنش ژنوتیپ× محیط نیز برای بیش تر صفات مطالعه شده معنی دار بود. برآورد آماره های توصیفی نشان داد که تنوع قابل توجهی در میان لاین ها وجود داشت، به طوری که برای صفات مورفولوژی در هر دو محیط کمبود روی و نرمال، بیش ترین میزان تنوع در صفات عملکرد در واحد سطح، عملکرد اقتصادی و تعداد دانه در بلال مشاهده شد. از لحاظ همبستگی، صفات وزن پنج بلال، تعداد دانه در بلال و وزن 100 دانه در هر دو محیط نرمال و کمبود روی دارای همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد اقتصادی بودند. بنابراین این سه صفت را می توان به عنوان صفاتی مهم در گزینش اولیه لاین های متحمل به کمبود روی معرفی کرد. در تحلیل عاملی صفات مورفولوژی با استفاده از روش تجزیه و تحلیل موازی، تعداد چهار عامل مستقل و پنهانی در هر دو شرایط نرمال و کمبود روی تعیین شد که به ترتیب 63 و 57 درصد از تنوع کل لاین ها را توجیه کردند. بر اساس نتایج تحلیل عاملی، صفات تعداد روز تا تاسل دهی، تعداد روز تا ظهور گرده، تعداد روز تا بلال دهی، ارتفاع بوته، قطر و عرض بلال، تعداد دانه در بلال، عملکرد اقتصادی، عملکرد در واحد سطح و شاخص برداشت که میزان اشتراک بالایی در هر دو شرایط بهینه و کمبود روی داشتند، به عنوان صفات کلیدی جهت انتخاب لاین های متحمل به کمبود روی پیشنهاد می شوند.

    نتیجه گیری

    نتایج این تحقیق نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی از لحاظ صفات مورفولوژی در بین لاین های ذرت مورد مطالعه تحت هر دو شرایط نرمال و کمبود روی وجود داشت که امکان استفاده از این لاین ها را در برنامه های به نژادی به عنوان یک منبع ژنی ارزشمند جهت بهبود عملکرد لاین ها و تولید لاین های اصلاح شده در شرایط نرمال و کمبود روی فراهم می کند.

    کلیدواژگان: تنش کمبود روی، ذرت، عملکرد اقتصادی، عوامل پنهانی، همبستگی
  • راضیه طلوعی نسب، صفورا اسدی کپورچال*، حسن رمضان پور، مجتبی رضایی صفحات 65-76
    مقدمه

    شوری منابع خاک و آب از مهم ترین عوامل کاهش عملکرد در بسیاری از گیاهان از جمله برنج است. با توجه به افزایش شوری منابع آب و خاک در بسیاری از نقاط زیر کشت برنج در کشور و با توجه به حساسیت یا تحمل متفاوت برنج به شوری آب و خاک در مراحل مختلف رشد، مدیریت منابع آب های لب شور در این مناطق ضروری است. در این آزمایش، اثر سطوح مختلف شوری آب آبیاری طی دوره رشد بر عملکرد دو رقم برنج هیبرید و اصلاح شده بررسی شد و هدف از اجرای آن، دستیابی به بهترین زمان کاربرد آب شور برای رسیدن به کم ترین میزان افت عملکرد بود.

    مواد و روش ها

    آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه فاکتور و سه تکرار در موسسه تحقیقات برنج کشور به صورت گلدانی زیر پوشش بارن گیر انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل شوری آب آبیاری در چهار سطح 2، 4، 6 و 8 دسیزیمنس بر متر به عنوان فاکتور اول، زمان اعمال تنش شوری در چهار سطح شامل مراحل پنجه زنی، تشکیل خوشه، ظهور خوشه و رسیدگی به عنوان فاکتور دوم، و رقم برنج در دو سطح شامل رقم اصلاح شده درفک و رقم هیبرید بهار به عنوان فاکتور سوم بود. علاوه بر این، آبیاری با آب معمولی با شوری 4/0 دسی زیمنس بر متر نیز به عنوان تیمار شاهد آزمایش جهت مقایسه با سایر تیمارهای شوری در نظر گرفته شد. جهت اعمال تیمارهای شوری از نمک کلرید سدیم و سولفات کلسیم به نسبت دو به یک استفاده شد. پس از پایان هر مرحله رشد، آبشویی گلدان ها انجام و ادامه آبیاری تا پایان مرحله رشد با آب معمولی انجام شد. پس از رسیدن محصول، عملکرد دانه بر مبنای رطوبت 14 درصد، عملکرد زیست توده و شاخص برداشت اندازه گیری شد. برای تجزیه و تحلیل آماری داده ها از نرم افزار SPSS و برای مقایسه میانگین ها از آزمون توکی در سطح احتمال یک درصد  استفاده شد.

    یافته های تحقیق:

     نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که تاثیر سطوح مختلف شوری و مرحله اعمال آن بر عملکرد دانه هر دو رقم برنج در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. نتایج مقایسه میانگین ها نشان داد که رقم اصلاح شده درفک در مقایسه با رقم هیبرید بهار تحمل بیش تری در مقابل شوری از خود نشان داد و عملکرد بیش تری در سطوح مختلف شوری تولید کرد. حساس ترین و متحمل ترین مرحله رشد گیاه به تنش شوری به ترتیب مرحله پنجه زنی (با میانگین عملکرد 82/6 و 07/8 گرم بر گلدان به ترتیب برای هیبرید بهار و رقم درفک) و مرحله رسیدگی (با میانگین عملکرد 71/14 و 90/15 گرم بر گلدان به ترتیب برای هیبرید بهار و رقم درفک) بود. کم ترین مقدار زیست توده و شاخص برداشت در رقم اصلاح شده درفک در مرحله پنجه زنی و شوری 8 دسی زیمنس بر متر به ترتیب با مقدار 37/14 گرم بر گلدان و 53/2 درصد به دست آمد. همچنین، کم ترین مقدار زیست توده و شاخص برداشت در رقم هیبرید بهار در شوری 8 دسی زیمنس بر متر به ترتیب در مراحل خوشه دهی (89/12 گرم بر گلدان) و تشکیل خوشه (61/4 درصد) مشاهده شد. مدل سازی اثر سطوح مختلف شوری بر عملکرد دانه نشان داد که تغییرات عملکرد با اعمال سطوح مختلف شوری در مراحل مختلف رشد از معادله درجه دوم تبعیت کرد. ضرایب تشخیص معادلات رگرسیونی عملکرد دانه در سطوح مختلف شوری برای رقم اصلاح شده درفک در مراحل پنجه زنی (99/0=R2)، تشکیل خوشه (99/0=R2)، خوشه دهی (95/0=R2) و رسیدگی (98/0=R2) و نیز برای رقم هیبرید بهار در مراحل پنجه زنی (99/0=R2)، تشکیل خوشه (99/0=R2)، خوشه دهی (99/0=R2) و رسیدگی (99/0=R2)، نشان داد که زمان اعمال تنش شوری مهم تر از میزان شوری است.

    نتیجه گیری

    اعمال سطوح مختلف شوری موجب اختلاف معنی دار در عملکرد دانه هر دو رقم اصلاح شده و هیبرید شد، به طوری که با افزایش سطوح شوری، کاهش معنی داری در عملکرد دانه هر دو رقم درفک و بهار مشاهده شد و کم ترین عملکرد دانه در سطح شوری 8 دسی زیمنس بر متر به دست آمد. مرحله اعمال شوری نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار بود و سبب اختلاف معنی دار در میزان کاهش عملکرد شد. در مجموع نتایج این آزمایش نشان داد که در شرایط کم آبی و یا در صورت عدم دسترسی به آب با کیفیت مناسب، می توان با مدیریت آب در مراحل مختلف رشد و استفاده از آب با کیفیت پایین تر در مراحل انتهایی رشد و رسیدگی، از کاهش عملکرد دانه برنج تا حد زیادی جلوگیری کرد.

    کلیدواژگان: کیفیت آب آبیاری، مدل رگرسیونی، مرحله پنجه زنی، مرحله رسیدگی
  • فاطمه قربان نژاد، محسن زواره*، محمد رحمانی صفحات 77-97
    مقدمه

    نیاز روزافزون به علوفه در کنار چالش های تولید آن مانند فشار بر مراتع، توجه به راهکارهای افزایش تولید در واحد سطح انواع گیاهان علوفه ای را افزایش می دهد. در میان گیاهان علوفه ای، ارزن ها به دلیل تنوع زیاد، سازگاری بالا، تولید بالای ماده خشک و نیز ارزش غذایی فراوان می تواند به عنوان انتخابی مناسب در تناوب زراعی و الگوهای تولید مناطق مختلف قرار گیرند. این کار نیازمند آگاهی از تاریخ مناسب کشت این گیاه و آشنایی با چگونگی انطباق مراحل مختلف رشدی آن با شرایط آب و هوایی منطقه کشت است تا کشت و کار آن منجر به افزایش تولید شود. این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر تاریخ های مختلف کاشت بر شاخص های رشدی ارزن پروسو و چگونگی هم نوایی مراحل رشد آن با شرایط محیطی، طراحی و اجرا شد.

    مواد و روش ها

    برای رسیدن به اهداف پژوهش، آزمایشی در دو سال زراعی 97-1396 و 98-1397 در مزرعه پژوهشی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار و چهار تاریخ کاشت (در سال اول 8 خرداد، 6 تیر، 7 مرداد و 7 شهریور و در سال دوم 14 خرداد، 16 تیر، 14 مرداد و 15 شهریور) انجام شد. با نمونه برداری های متناوب و اندازه گیری سطح برگ و ماده خشک اجزای مختلف بوته در کنار ثبت مراحل فنولوژیک، شاخص های رشدی و پاسخ عملکرد ماده خشک گیاه و انطباق مراحل نموی گیاه با شرایط محیطی مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته های تحقیق: 

    یافته های این آزمایش نشان داد که برهم کنش سال، تاریخ کاشت و زمان نمونه برداری بر انباشت ماده خشک و نیز شاخص های رشدی مورد مطالعه مانند شاخص سطح برگ (LAI)، سرعت رشد گیاه زراعی (CGR)، سرعت رشد نسبی (RGR)، سرعت جذب خالص (NAR)، نسبت سطح برگ (LAR) و نسبت وزن برگ (LWR) معنی دار  بود. در این پژوهش در نخستین سال زراعی، بیش ترین انباشت ماده خشک کل ارزن پروسو با میانگین 1030.8 گرم بر متر مربع با کاشت آن در تاریخ ششم تیرماه حاصل شد. افزایش ماده خشک ارزن پروسو در دومین زمان کاشت به نقش موثر شاخص سطح برگ به عنوان مهم ترین منبع تولید ماده پرورده و سرعت رشد گیاه زراعی ارتباط داشت. به عبارت دیگر، بیشینه شاخص سطح برگ (5.14 واحد) و سرعت رشد گیاه (35.5 گرم بر گرم در متر مربع) در ارزن پروسو در دومین زمان کاشت به دست آمد که این امر توانست ماده خشک آن را در مقایسه با سه تاریخ کاشت دیگر افزایش دهد. با این حال، در دومین سال آزمایش، با کاشت ارزن پروسو در نخستین زمان کاشت (14 خرداد)، شاخص سطح برگ (3.69)، سرعت رشد گیاه (25.99 گرم بر گرم در متر مربع) و سرعت جذب خالص (18.13 گرم بر متر مربع سطح برگ در روز) به صورت قابل توجهی در مقایسه با سه تاریخ کاشت دیگر افزایش یافت. پیامد افزایش شاخص های رشدی اشاره شده، افزایش انباشت ماده خشک کل ارزن پروسو به میزان 734.66 گرم بر متر مربع بود که افزایش معنی داری در مقایسه با سه تاریخ کاشت دیگر نشان داد.

    نتیجه گیری

    در کل با توجه به یافته های این آزمایش می توان انتظار داشت که با کشت ارزن پروسو در بازه زمانی 14 خردادماه تا ششم تیرماه در رشت بتوان زیست توده بیش تری در مقایسه با تاریخ های کاشت دیگر تولید کرد.

    کلیدواژگان: رشد و نمو، سطح برگ، شاخص های رشد، ماده خشک
|
  • Yousef Arshad, Mehdi Zahravi *, Ali Soltani Pages 1-16
    Introduction

    Wheat ranks second among cereals in term of global production, but it has been affected by ongoing global climate changes. Drought stress is one of the important factors contributing to the reduction in wheat production. Developing drought-tolerant wheat varieties currently presents a major challenge for wheat breeders. Complex multigenic and multitrait genetic control, high genotype-environment interaction, low heritability, and challenges associated with high-throughput screening of plant traits and genes effective in drought tolerance due to the involvement of numerous traits and positive and negative correlations among them are some of the factors that have made wheat variety improvement for drought tolerance a challenging task. Selecting drought-tolerant genotypes as a cost-effective and biologically superior approach to increasing wheat production in low humidity areas has always been considered by breeders. Screening wheat genotypes to identify drought tolerance sources is essential and can be useful in selecting appropriate and desirable parents for implementing beneficial breeding programs. Local plant populations such as landraces are valuable resources for environmental stress tolerance, including drought stress. Local plant varieties are heterogeneous populations with local adaptation that provide genetic resources capable of meeting the needs imposed by new and emerging agricultural challenges under highly stressful conditions. The aim of this study was to identify wheat accessions tolerant to drought stress for use in future breeding programs.

    Materials and methods

    A total of 512 wheat accessions from the National Plant Gene Bank of Iran, along with the varieties Kavir, Roshan and Mahouti as controls, were evaluated for drought stress tolerance in the research field of Agricultural and Natural Resources Research Center of Yazd, Iran. The experiment was conducted in two separate augmented designs, one of which was considered to drought stress and the other to normal irrigation conditions. Drought stress was induced by limiting the irrigation cycle. Considering that out of the total studied genetic materials, 141 accessions survived, the evaluation of traits was perfoemed on both those surviving accessions and their corresponding counterparts in the normal experiment. For data analysis, descriptive statistics including minimum, maximum, average, and coefficient of variation were calculated. Correlation coefficients were estimated and tested to study the relationship between traits. Stepwise regression analysis was used to determine the role of each trait and to identify the important and influencing traits on five-spike grain weight. K-means cluster analysis method was used to separate the accessions. All statistical analyzes were performed using R and SPSS softwares.

    Research findings

    The results of descriptive statistics showed that the highest coefficient of variation under normal and drought stress conditions were attributed to five-spike grain weight (23.35%) and number of fertile tillers per plant (31.67%), respectively. Five-spike grain weight had the highest decrease in range (51.3%) under drought stress compared to normal conditions, and the highest decrease in mean was observed for number of fertile tillers per plant (59.3%) and five-spike grain weight (40.5%), respectively. A large number of accessions showed superiority over control varieties under both normal and drought stress conditions, so that 97 accessions had five-spike grain weight more than the control varieties. The accessions KC12856, KC12776, KC12783, KC12767, and KC12697 with values of 6.77, 6.75, 6.22, 5.94 and 5.86 g, respectively, had the highest five-spike grain weight under drought stress conditions. Number of spikelets per spike, number of florets per spikelet, 100-grain weight and number of grains per spike had significant and strong correlation coefficients at 1% probability level with five-spike grain weight under drought stress conditions. Based on the results of stepwise regression analysis under drought stress conditions, three traits including number of grains per spike, 100-grain weight and spike length were the most effective traits on five-spike grain weight and explained 90.6% of it’s variation. The studied genetic materials were grouped into five separated clusters using K-means cluster analysis.

    Conclusion

    The results of this experiment showed the valuable potential of the studied germplasm to drought stress tolerance. Evaluating the relationships among traits revealed the significance of number of grains per spikelet, number of spikelets per spike, number of florets per spikelet, and 100-grain weight under both normal and drought stress conditions. A considerable number of accessions were superior to the control varieties under both normal and drought stress conditions, indicating the richness and valuable potential of these genetic resources for drought tolerance related traits. Therefore, it is recommended to continue screening and evaluating the wheat collection of National Plant Gene Bank of Iran to identify drought stress-tolerant genetic resources. Based on the results of cluster analysis, the control cultivars with different characteristics were grouped in the separate clusters, and a distinguished cluster of the studied wheat accessions with superior traits was also formed. The diverse germplasm or superior accessions identified in this study can be used to develope the genetic base in crosses or as parents in breeding programs.

    Keywords: Gene bank, Genetic resources, Landrace, Water stress
  • MohammadAli Aghajani *, Mohammad Razavi Pages 17-29
    Introduction

    One of the effective strategies to control wheat diseases is to use a mixture of varieties. Basically, varieties with good and similar agricultural traits, but different in diseases resistance should be used. It is common to use a mixture of cultivars, when the high-yielding cultivar is sensitive and the low-yielding cultivar is resistant, so that their mixture has an acceptable efficiency. The mixture of cultivars is defined as a mixture of different cultivars that are similar enough to grow together, but differ in many traits such as disease resistance. The mixture of cultivars does not completely stop the disease, instead it reduces the disease progression rate by eliminating a large number of pathogen spores in each reproductive cycle. The aim of this research was to investigate the effect of mixed cultivation of three cultivars, Kohdasht, Moghan and Morvarid, in controlling four diseases, powdery mildew, tan spot, stripe rust and leaf rust.

    Materials and methods

    To investigate the effect of the mixture of cultivars in control of wheat leaf diseases, a research was performed in a randomized complete block design with 12 treatments and four replications in the Gorgan Agricultural Research Station, Gorgan, Iran. The studied cultivars included three cultivars, Kohdasht, Moghan, and Maorvarid, and the evaluated diseases were four leaf diseases including powdery mildew, tan spot, stripe (yallow) rust, and leaf (brown) rust. Powdery mildew and tan spot were measured based on contamination rate using the Sari and Prescott scale, and atripe and leaf rusts were measured based on the disease type and severity. Final disease severity and standardized area under disease progression curve (SAUDPC) were evaluated for all four diseases.

    Research findings

    The results of the statistical analysis of data revealed that there was a very significant statistical difference (P<0.01) between experimental treatments for the final disease severity and SAUDPC of all four diseases. The results of comparison of means for powdery mildew showed that all treatments had a final disease severity higher than 30% and lower than 45%. Therefore, none of the treatments could reduce the severity of this disease. However, in term of stripe rust, the resistance of Kohdasht and Morvarid cultivars and their mixtures was clearly observed. For tan spot, the lowest final severity of disease was recorded in Morvarid and 1:1 mixture of Kohdasht-Moghan, and the other mixtures of Kohdasht-Moghan could not significantly reduce the severity of this disease. In term of leaf rust, the lowest final severity of the disease was observed in Morvarid and Moghan cultivars with a density of 150 seeds per m2, and the highest final severity in Kohdast cultivar.

    Conclusion

    In this research, the effect of the mixture of cultivars in the control of wheat leaf diseases was investigated. In the case of powdery mildew, all treatments had a final severity of the disease higher than 30% and lower than 45%, and therefore, there is no proper efficiency in any of the treatments to reduce the severity of this disease. For yellow rust disease, the resistance of Kohdasht (treatment No. 1) and Marwarid (treatment No. 3) cultivars and their seed mixture (treatment No. 10) was clearly observed. In term of tan spot disease, the lowest final severity of the disease was observed in two treatments, Morvarid cultivar (treatment No. 3) and 1:1 mixture of Kohdasht and Mughan cultivars treatment No. 4), and the other proportions of the seed mixture of Kohdasht and Moghan varieties could not properly control the disease. In the case of brown rust disease, the lowest final intensity of the disease was observed in two treatments, Morvarid (treatment No. 3) and Moghan (treatment No. 12) with a density of 150 seeds per m2, and the highest severity of this disease was observed in the treatments belonging to Kohdasht variety.

    Keywords: Disease management, Leaf rust, stripe rust, tan spot, wheat rust
  • Parviz Golparast, Mahdi Khani *, Jabraeil Taghinazhad, Narges Banaeian Pages 31-45
    Introduction

    Wheat is considered as a strategic plant in many countries including Iran. This crop has a special role in feeding and supplying energy to many people in world. In addition to economic aspects, the production of this crop is very important in term of food security. Due to the increase in global population and limited resources, serious efforts are being made to optimize agricultural processes and improve their productivity. In this regard, cultivation on high permanent ridges, known as “raised bed” planting, has been proposed as a new and efficient method in the production of various plants such as wheat. In many regions of the world including Iran, water is the most important limitation in agricultural productions. Raised bed cultivation method can improve water use efficiency. Therefore, in addition to the role of this method in improving yield per unit area, it is possible to produce more product with the available water resources. Also, in this method, preparation of seedbed and deep tillage is only needed in the first year to create ridges, and therefore energy consumption is also reduced in the following years. Regarding the effects of raised bed planting method, several studies have been conducted on different crops in some regions of the world, but due to the lack of consensus among these researches and the low generalizability of the results in the field of agriculture, it is necessary to conduct separate studies for each region and each crop. creates the need to conduct a separate study for each region and product. In the present study, the effect of raised bed planter in comparison with conventional grain drills was investigated on the quality of planting, water consumption, yield, costs, and economic profit of irrigated wheat cultivation.

    Materials and methods

    To investigate the performance of different planters in a rotation system based on irrigated wheat, an experiment was carried out in a randomized complete block design with three treatments and four replications in Moghan agro-industry, Pars Abad county, Ardabil province, Iran, in 2021-2022 crop year. The treatments included planting with raised bed planter (four rows on a 75 cm width ridge), a typical grain drill (three rows on a 60 cm width ridge), and a grain drill without furrower (seeding + furrowing). The measured traits included field capacity, seed breakage rate, germination percentage, seed distribution uniformity coefficient (horizontal and vertical), water use efficiency, number of spikes per unit area, number of seeds per spike, grain yield and harvest index. Partial budgeting method and final rate of return were used for economic evaluation, and comparison of means were done by LSD test. Excel and SPSS softwares were used for economic and statistical analysis.

    Research findings

    The results showed that raised bed planting had a significant effect on most of the yield components at 5% probability level, and on harvest index and grain yield at 1% probability level. The highest grain yield (8611.75 kg.ha-1) was obtained using raised bed planter, which was 7% and 8% more than the second and third planting methods, respectively. The harvest index for these three methods was 47.54%, 42.62% and 41.26%, respectively. The results of the economic analysis showed that the application of raised bed planter was the most profitable. The net profit from these three cultivation methods was 87.85, 51.91 and 42.51 million rials per hectare, respectively. The final return rate of replacement of the raised bed planter compared to the conventional seed drill and the seed drill without furrower was also calculated 123.95% and 173.73%, respectively.

    Conclusion

    The use of raised bed planter resulted in a significant increase in net profit in the first year, but multi-year studies are needed for a more comprehensive investigation. The need for deeper tillage and the preparation of high ridges in the first year, as well as the high price and low field capacity of the planter, increased the costs of the seedbed preparation and planting operations, but the reduction in seed consumption to some extent moderates this increase in cost. In contrast, the increase in revenue resulting from a significant increase in crop yield was much greater than the cost changes. In addition to increasing the direct profit of farmers, saving water and energy in the raised bed cultivation method is another reason for the preference of this method over the conventional methods, because farmers do not pay the real cost of these two inputs. However, more studies are needed to remove the obstacles to the expansion of this cultivation method.

    Keywords: Food Security, Net profit, planter, Water use productivity
  • Maryam Harati Rad, Nafiseh Mahdinezhad, Reza Darvishzadeh *, Barat Ali Fakheri, Mitra Jabbari Pages 47-63
    Introduction

    The first step in breeding programs is to use the genetic diversity among existing populations, cultivars and lines. Maize is used as a model plant to study the genetics of various traits. Compared to other crops, maize has a high demand for zinc (Zn) and is known as an indicator of zinc deficiency in the soil. In terms of climatic conditions, Iran is located in a arid and semi-arid region, and there is a lack of micronutrients specially Zn in this region. Lack of nutrients such as Zn is one of the important abiotic stresses that affects the growth and development of plants including maize. The objective of this study was to evaluate the genetic diversity of a number of corn lines under normal and zinc deficiency conditions.

    Materials and methods

    To assess the genetic diversity of 95 maize lines using agro-morphological traits, an experiment was carried out in alpha lattice design in two replications under two normal (use of zinc sulfate fertilizer) and zinc deficiency (no use of zinc sulfate fertilizer) conditions in Zabol Agricultural Research Center during two years. The studied maize lines were obtained from Razi University of Kermanshah, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research Center, and Seed and Plant Improvement Institute (SPII) in the form of research project No. 94/101/T.T. approved by Biotechnology Institute of Urmia University. Twenty-nine traits were measured and recorded. Combined analysis of variance of the studied traits under normal and zinc (Zn) deficiency conditions were performed using SAS ver. 9.4 software. Other statistical analyzes including descriptive statistics, Pearson correlation coefficient, forward stepwise regression and factor analysis method were done using R software by pastecs, corrplot, olsrr, and psych packages, respectively.

    Research findings

    The results of this study revealed high phenotypic variation among the studied maize lines for all investigated traits under both normal and zinc (Zn) deficiency stress conditions. The results of analysis of variance confirmed the presence of high phenotypic diversity among maize lines. All traits were affected by environment, and a statistically significant difference was observed between two environments for the all measured traits in maize lines. Genotype × environment interaction was also significant for most of the studied traits. Descriptive statistics showed a considerable diversity among the lines, and the highest diversity in both normal and zinc deficiency conditions was observed for yield per unit area, economic yield, and number of grains per cob. In correlation analysis, weight of five cobs, number of grains per cob, and 100-grain weight showed a positive and significant correlation with economic yield in both normal and zinc deficiency conditions. Therefore, these three can be introduced as important traits in the initial selection of zinc deficiency tolerant lines. In factor analysis of morphological traits using the parallel analysis method, four hidden and independent factors were determined under both normal and zinc deficiency conditions, which explained 63% and 57% of the total variation of the lines, respectively. Based on the results of the factor analysis, the traits number of days to tasseling, number of days to pollen emergence, number of days to cob emergence, plant height, ear diameter and width, number of grains per cob, economic yield, yield per unit area, and harvest index with high degree of commonality under both normal and zinc deficiency conditions, can be suggested as key traits for the selection of zinc deficiency tolerant lines.

    Conclusion

    The results of this research showed that there is a high genetic diversity among the studied maize lines in terms of morphological traits under both normal and zinc deficiency stress conditions. It makes it possible to use these lines in breeding programs as a valuable genic source to improve the performance of lines and produce improved lines under normal and zinc deficiency conditions.

    Keywords: Correlation, Economic Performance, hidden factors, maize, zinc deficiency stress
  • Razieh Tolouinasab, Safoora Asadi Kapourchal *, Hasan Ramezanpour, Mojtaba Rezaei Pages 65-76
    Introduction

    Salinity of soil and water resources are the most important factors reducing yield in many crop plants, including rice. Considering the increase in salinity of soil and water resources in many paddy farms in Iran, and considering the different sensitivity of rice plants at different growth stages to water and soil salinity, it is necessary to manage saline water resources in these areas. In this experiment, the effects of different levels of irrigation water salinity on grain yield of two hybrid (Bahar) and improved (Dorfak) rice varieties at different growth stages were investigated. The objective of this experiment was to obtain the best application time of saline water with the minimum reduction of rice grain yield.

    Materials and methods

    This study was conducted as a pot experiment in factorial based on completely randomized design with three factors and three replications in the Rice Research Institute of Iran (RRII), Rasht, Iran. The experimental factors included irrigation water salinity in four levels as the first factor, 2, 4, 6, and 8 dS/m, application time of salinity stress in four levels as the second factor, tillering, panicle formation, heading and maturity growth stages, and rice variety in two levels as the third factor, the hybrid variety of Bahar and the improved variety of Dorfak. Moreover, irrigation with normal water with a salinity of 0.4 dS/m was also considered as a control treatment for comparison with the other salinity treatments. A mix of NaCl+CaCl2 salts in a ratio of 2:1 were used to apply salinity treatments. After the end of each growth stage, leaching was carried out and irrigation with normal water was continued until the end of the growth stage. At the end of the growth and harvesting grains, grain yield based on 14% moisture, biological yield and harvest index were measured. SPSS software was used for statistical analysis and Tukey's test was used to comparison of means at 1% probability level.

     Research findings

    The results of analysis of variance indicated that the effect of different salinity levels and its application stage on grain yield of both rice varieties was significant at 1% probability level. The results of comparison of means revealed that the improved variety Doefak showed more salinity tolerance and produced more grain yield at different salinity levels compared to the hybrid variety Bahar. The most sensitive and resistant growth stages to salinity stress were tillering (with an average grain yield of 6.82 g/pot for the hybrid variety Bahar and 8.07 g/pot for the improved variety Dorfak) and maturity (with an average grain yield of 14.71 g/pot for the hybrid variety Bahar and 15.90 g/pot for the improved variety Dorfak) stages, respectively. The lowest biological yield (14.37 g/pot) and harvest index (2.53%) in the improved variety Dorfak was obtained at the tillering stage and the salinity level of 8 dS/m. Also, the lowest biological yield (12.89 g/pot) and harvest index (4.61) in the hybrid variety Bahar was observed at the salinity level of 8 dS/m and at the heading and panicle formation stages, respectively. Modeling the effect of different salinity levels on grain yield indicated that yield variations in different salinity levels and at the different growth stages followed a quadratic equation. Coefficients of determination of the regression equations of grain yield in different salinity levels for the improved variety Dorfak at the tillering (R2=0.99), panicle formation (R2=0.99), heading (R2=0.95) and maturity (R2=0.98) stages, and also for the hybrid variety Bahar at the tillering (R2=0.99), panicle formation (R2=0.99), heading (R2=0.99) and maturity (R2=0.99) stages, revealed that the application time of salinity stress is more important than the salinity levels.

    Conclusion

    Application of different salinity levels caused a significant difference in grain yield of both improved and hybrid varieties, so that a significant decrease was observed in grain yield of both Dorfak and Bahar varieties with the increasing salinity levels, and the lowest grain yield was obtained at the salinity level of 8 dS/m. Application time of salinity stress was also very important and caused a significant difference in reduction of grain yield. The results of this experiment showed that under the water limitation conditions or in the absence of suitable water quality, it is possible to prevent the reduction of rice grain yield by managing irrigation water at different growth stages and using lower quality water in the final and maturity growth stages.

    Keywords: Irrigation water quality, Maturity stage, Regression model, Tillering stage
  • Fatemeh Ghorbannezhad, Mohsen Zavareh *, Mohamad Rahmani Pages 77-97
    Introduction

    The increasing demand for diverse fodder plants, along with the challenges of its production such as the pressure on pastures, has led to increased attention to strategies for maximizing the production of these plants per unit area. Millets are a good choice for crop rotation and production patterns in different regions due to their high diversity, high adaptability, high dry matter production, and high nutritional value. However, the appropriate planting date and the compatibility of the growth stages of millet with environmental conditions are essential for maximizing production. This study was conducted to evaluate the effect of different planting dates on the growth indicators of proso millet and how its growth stages are compatible with environmental conditions.

    Materials and methods

    To achieve the objectives of the research, a two-year field experiment was conducted in 2016-2017 and 2017-2018 at the research farm of the Faculty of Agricultural Sciences of the University of Guilan. A randomized complete block design with four replications and four planting dates was used (May 29, June 27, July 29, and August 29 in the first year; and June 4, July 7, August 5, and September 6 in the second year). Plant growth indices, plant response, and the compatibility of plant growth stages with environmental conditions were investigated through repeated sampling, measurement of plant leaf area and dry matter of different plant parts, and recording of phenological stages.

    Research findings

    The results of this experiment showed that the interaction between year, planting date, and sampling time had a significant effect on the accumulation of dry matter and the growth indicators studied, such as leaf area index (LAI), crop growth rate (CGR), relative growth rate (RGR), net absorption rate (NAR), leaf area ratio (LAR), and leaf weight ratio (LWR). In the first cropping year, the highest total dry matter accumulation of proso millet, with an average of 1030.8 grams per square meter, was obtained by planting it on June 27. This was due to the maximum LAI (5.14 cm²·m²) and crop growth rate (35.5 g·m²·day⁻¹) obtained in the second planting time, which led to a significant increase in dry matter compared to the other three planting dates. However, in the second year of the experiment, planting proso millet on June 4 resulted in a significant increase in LAI (3.69 cm²·m²), CGR (25.99 g·m²·day⁻¹), and NAR (18.13 g per square meter of leaf area per day) compared to the other three planting dates. As a result of the aforementioned growth indicators, the total dry matter accumulation of proso millet was 734.66 grams per square meter, which showed a significant increase compared to the other three planting dates.

    Conclusion

    Overall, the results of this experiment suggest that the optimal planting date for proso millet in Rasht is between June 4 and June 27. Planting during this period resulted in the highest accumulation of dry matter and the most favorable growth indices. The findings of this study can be used to improve the cultivation practices of proso millet in Rasht and other similar regions.

    Keywords: Dry matter, Growth, development, Leaf area, Planting date