فهرست مطالب

فصلنامه علوم زراعی ایران
سال بیست و پنجم شماره 3 (پیاپی 99، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/11/12
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رضا درویش زاده*، حامد بروشان صفحات 207-232

    گیاهان در طول دوره رشد در معرض عوامل تنش زای غیرزیستی متعددی قرار می گیرند. با توجه به نقش محوری گیاهان زراعی در تولید غذا، علوفه، روغن و سوخت های زیستی، ارزیابی پاسخ های آنها به تنش های محیطی حایز اهمیت زیادی است. گیاهان در طول تکامل دارای سامانه های مولکولی پیچیده ای برای پاسخ و سازگاری با شرایط تنش زای محیطی از جمله خشکی، شوری، سرما و گرما شده اند. پاسخ به تنش های غیرزیستی در گونه ها و حتی در ارقام مختلف یک گونه به مقدار قابل توجهی متفاوت است. شناسایی پاسخ های گیاه به تنش های غیرزیستی، باعث تحول زیادی در دوران پسا ژنوم شده است. تجزیه های فیزیولوژیکی و مولکولی به شناسایی بهتر  پاسخ های گیاهی کمک کرده و در این رابطه توالی یابی ژنوم گیاه آرابیدوبسیس نقش مهمی داشته است. فنوتایپینگ کمی گیاهان با استفاده از فناوری تصویر برداری و ترکیب آن با فناوری اطلاعات، درک پاسخ های پیچیده گیاهان را تسهیل کرده است. مطالعه سازوکارهای تنظیمی جدید از جمله استفاده از مولکول های RNA کوچک، مدولاسیون کروماتین و اصلاح DNA ژنومی، محققان را قادر به تشخیص سامانه های مولکولی پیچیده گیاهی در پاسخ به تنش های غیرزیستی نموده است. محققان دریافته اند که گیاهان دارای انواع حسگر ها و سامانه های پیام رسانی برای پاسخ به تغییرات و تنش های محیطی هستند. الگو های مولکولی این پیام ها، برای القای صحیح رویداد های مولکولی پایین دست انتقال می یابند. دریافت اطلاعات مورد نیاز در ارتباط با عملکرد DNA در سطوح ژنی، رونویسی RNA و فراورده های پروتیینی، نیازمند بهره برداری از روش های متنوع ژنومیکس کارکردی مانند توالی یابی نسل بعد و ویرایش ژنومی با تعداد داده بالا می باشد. این داده ها که همان اطلاعات ضروری برای کلیه ژن ها از جمله فراورده های ژنی و عملکرد آن ها، سطوح رونویسی، سیس المنت های تنظیمی و الگو های پیرایش متناوب هستند، در اثر دسترسی به توالی کامل ژنوم حاصل می شوند. با پیشرفت در روش های ژنومیکس کارکردی، می توان بسیاری از ژن های مرتبط با تحمل تنش را شناسایی کرده و از آنها برای بهبود تحمل گیاهان زراعی به تنش های محیطی استفاده کرد. در این مقاله، مطالعات مرتبط با ژنومیکس کارکردی برای شناسایی سامانه های پیچیده پاسخ در گیاهان که باعث سازگاری به تنش های غیرزیستی می شوند، مرور شده است.

    کلیدواژگان: آرابیدوبسیس، انتقال پیام، پاسخ هورمونی، تنش های غیرزیستی و تنظیم رونویسی
  • عباس نصیری دهسرخی*، احمد قنبری، حسن مکاریان، محمدرضا اصغری پور صفحات 233-257

    شناخت تغییرات مکانی عملکرد و عوامل موثر بر آن، به بهبود مدیریت مزرعه و عملکرد گیاهان زراعی کمک می کند. این آزمایش با هدف ارزیابی ارتباط مکانی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک با عملکرد دانه گندم رقم پیشگام در شرایط رقابت با علف هرز جودره در سال زراعی 99-1398 در شرایط آب و هوایی شهرستان مبارکه استان اصفهان انجام شد. آزمایش مزرعه ای به صورت شبکه ای با فاصله دو در دو متر انجام شد. در هر نقطه از شبکه، ویژگی های خاک، عملکرد دانه گندم و تراکم علف هرز جودره اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که علف هرز جودره دارای همبستگی مکانی مثبت بالایی با محتوای نیتروژن و فسفر خاک بود و در خاک های با محتوای رس و پتاسیم پایین، جمعیت انبوه تری داشت. مقادیر حداقل، حداکثر و میانگین عملکرد دانه به ترتیب 222/2و 355/9 و 286/6گرم در مترمربع با ضریب تغییرات 15/5 درصد بود نتایج نشان داد که عملکرد دانه گندم دارای همبستگی مکانی بالایی با محتوای نیتروژن، پتاسیم، اسیدیته، رس و سیلت خاک (به ترتیب 75/0، 83/2، 6/83، 94/1و 78/6 درصد در دامنه تاثیر 6/1، 3/7، 4/7، 14/0و 3/2 متر) بود. میزان همبستگی مکانی بین تراکم علف هرز جودره و عکس عملکرد دانه گندم، 86/9درصد و در دامنه تاثیر 14/0متر بود. براساس نتایج این تحقیق، علف هرز جودره دارای همبستگی مکانی بالایی با محتوای نیتروژن و فسفر خاک بود، درحالی که عملکرد دانه گندم همبستگی مکانی بالایی با محتوای نیتروژن، پتاسیم، رس، سیلت و اسیدیته خاک داشت، بنابراین در زراعت گندم، مدیریت متناسب با مکان کودی می تواند در کنترل علف هرز جودره موثر باشد.

    کلیدواژگان: دامنه تاثیر، علف های هرز، کریجینگ، گندم و نقشه عملکرد
  • علی براتی، الیاس آرزمجو*، سید علی طباطبائی، منوچهر طاهری مازندرانی صفحات 258-274

    تنش خشکی یکی از پیامدهای تغییرات اقلیمی است که آثار منفی قابل توجهی بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی از جمله جو داشته و با توجه به جایگاه این گیاه در تغذیه دام و صنایع غذایی، بهبود تحمل به تنش خشکی از طریق معرفی ارقام اهمیت بسیار بالایی دارد. به منظور بررسی سازگاری و پایداری عملکرد دانه، تعداد 18 ژنوتیپ امیدبخش جو که از برنامه های به نژادی جو در اقلیم معتدل بدست آمده بودند، طی دو سال زراعی (1400-1399 و 1401-1400) در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سه ایستگاه تحقیقاتی ورامین، بیرجند و یزد در شرایط بدون تنش و تنش خشکی انتهای فصل (قطع آبیاری در مرحله 50 درصد ظهور سنبله) مورد ارزیابی قرار گرفتند. بر اساس نتایج مقایسه میانگین ژنوتیپ ها در دو سال، ژنوتیپ های 15، 11 و 3 به ترتیب با 5930، 5790 و 5780 کیلوگرم در هکتار بیشترین عملکرد دانه را داشتند. نتایج تجزیه بای پلات نشان داد که ژنوتیپ های 2، 3، 11،12 و 15 از پتانسیل عملکرد دانه بالاتری برخوردار بوده و نسبت به تنش خشکی متحمل تر بودند. بر اساس شاخص بهره وری متوسط، میانگین هندسی بهره وری، میانگین هارمونیک و شاخص تحمل به تنش، ژنوتیپ های 15، 11 و 3 متحمل ترین و ژنوتیپ های 1، 18 و 9 نیز حساس ترین ژنوتیپ ها به تنش خشکی انتهای فصل بودند. با در نظر گرفتن آماره های پایداری شوکلا و اکووالانس ریک، نصار و هان، تنازرو،آماره کانگ، ضریب رگسیون ابرهارت و راسل و انحراف از خط رگرسیون، ژنوتیپ های 11، 8، 3، 6 و 15 بالاترین پایداری عملکرد دانه را داشتند که می توان از آنها به عنوان مواد ژنتیکی مناسب در برنامه های به نژادی جو استفاده کرد.

    کلیدواژگان: آماره های پارامتری و ناپارامتری، اقلیم معتدل، بای پلات، جو و سازگاری
  • بهنوش شیخ ممو، افراسیاب راهنما*، پیمان حسیبی صفحات 275-293

    تنش گرما باعث بروز مجموعه ای از تغییرات بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی و مولکولی در گیاهان شده و بر رشد و نمو گیاه اثر می گذارد. به منظور بررسی اثر تنش گرمای انتهای فصل بر صفات بیوشیمیایی و عملکرد دانه ارقام آفتابگردان، آزمایش مزرعه ای در سال زراعی  97-1396 به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا شد. سه تاریخ کاشت 20 آبان، 20 آذر و 20 دی در کرت های اصلی و پنج رقم آفتابگردان قاسم، فانتازیا، پروگرس، لاکومکا و شمس در کرت های فرعی در نظر گرفته شدند. زمان کاشت به هنگام (مطلوب) با شرایط دمایی مناسب به عنوان شاهد و زمان کاشت های تاخیری و دیرهنگام به عنوان تنش گرمای متوسط و شدید در نظر گرفته شدند که در آنها دوره گلدهی و پر شدن دانه با تنش گرمای انتهای فصل مواجه بود. نتایج نشان داد که تنش گرمای انتهای فصل در کشت تاخیری و دیرهنگام در مقایسه با کشت به هنگام، باعث کاهش معنی دار محتوای کاروتنوییدها (به ترتیب 27 و 56 درصد)، عملکرد دانه (به ترتیب 30 و 32 درصد) و روغن دانه (به ترتیب 18 و 28 درصد) و افزایش فعالیت آنزیم کاتالاز (به ترتیب 63 و 55 درصد)، پراکسیداز (به ترتیب 107 و 56 درصد)، سوپراکسید دیسموتاز (به ترتیب 43 و 67 درصد) و محتوای کربوهیدرات های محلول (به ترتیب 18 و 30 درصد) و مالون دی آلدیید (به ترتیب 46 و 98 درصد) شد. بین ارقام آفتابگردان تفاوت معنی داری از نظر صفات مورد مطالعه وجود داشت. رقم لاکومکا با بیشترین مقدار شاخص های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی کارآمد مانند محتوای کلروفیل، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و محتوای کربوهیدرات های محلول و کمترین محتوای مالون دی آلدیید، دارای بالاترین عملکرد دانه (1579 کیلوگرم در هکتار) و روغن دانه (608 کیلوگرم در هکتار) بود. رقم پروگرس در شرایط تنش گرما، کمترین درصد کاهش عملکرد دانه و روغن را داشت، در عین حال رقم لاکومکا علیرغم کاهش بیشتر عملکرد دانه و روغن در شرایط تنش، در هر سه زمان کاشت نسبت به رقم پروگرس برتری داشته و برای کاشت های به هنگام، تاخیری و دیرهنگام مناسب تر به نظر می رسد.

    کلیدواژگان: آفتابگردان، تنش گرما، روغن دانه، فعالیت آنتی اکسیدانی و کربوهیدرات های محلول
  • کوثر سواری، اسفندیار فاتح*، امیر آینه بند صفحات 294-309

    این پژوهش با هدف بررسی اثر باکتری های محرک رشد و کودهای شیمیایی بر عملکرد دانه گیاه کاملینا، رقم اصلاح شده سهیل، انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 18 تیمار و سه تکرار در سال زراعی 1401- 1400 در مزرعه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه  شهید چمران اهواز اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل کودهای شیمیایی نیتروژن (N)، فسفر (P)، پتاس (K) و گوگرد (S) در سه سطح (N0-P0-K0-S0) (C1) (شاهد)، (N50-P50-K40-S100) (C2) و (N100-P100- K80-S200) (C3) بودند. کودهای زیستی در شش سطح (عدم تلقیح (B1) (شاهد)، نیتروکسین (B2)، فسفات بارور2 (B3)، تیوباسیلوس (B4)، نیتروکسین+ فسفات بارور2 (B5) و نیتروکسین+ فسفات بارور2+ تیوباسیلوس (B6) بودند. صفات گیاهی مورد ارزیابی شامل تعداد خورجینک در بوته، تعداد دانه در خورجینک، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد زیستی، محتوای روغن دانه، عملکرد روغن و شاخص برداشت بودند. نتایج نشان داد که اثر کودهای شیمیایی و کودهای زیستی و برهمکنش آنها بر عملکرد دانه معنی دار بوده و بیشترین مقدار عملکرد دانه (2120 کیلوگرم در هکتار) و عملکرد زیستی (5803 کیلوگرم در هکتار)، در تیمار نیتروکسین+ فسفات بارور2 بدست آمد. کودهای زیستی در هر سه سطح کود شیمیایی باعث افزایش محتوای روغن دانه کاملینا شدند. بیشترین افزایش عملکرد روغن دانه همانند عملکرد دانه در سطح سوم کود شیمیایی و کود زیستی نیتروکسین+ فسفات بارور 2 بدست آمد (6/45 درصد) که با سایر تیمارهای آزمایشی تفاوت معنی داری داشتند. اگرچه کودهای زیستی به تنهایی، در مقایسه با شاهد (عدم تلقیح)، تاثیر کمتری بر صفات گیاهی کاملینا داشتند، اما در تلفیق با کودهای شیمیایی، باعث بهبود رشد و عملکرد دانه کاملینا شدند. با توجه به نتایج این تحقیق بهترین تیمار کودی برای افزایش عملکرد و محتوی روغن دانه گیاه کاملینا در شرایط آب و هوایی اهواز، تیمار تلفیقی کود نیتروکسین+ فسفات بارور2 در هر سه سطح کود شیمیایی می باشد.

    کلیدواژگان: تیوباسیلوس، کاملینا، کودهای زیستی، گوگرد و محتوای روغن دانه
  • سمر خیامیم*، حمید نوشاد، بابک بابایی، اباذر رجبی، شهرام خدادادی صفحات 310-324

    به منظور ارزیابی اثر عوامل زراعی بر عملکرد و کیفیت ریشه چغندرقند، به ویژه محتوای سدیم ریشه، نتایج تحقیقات انجام شده در موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند در ستاد موسسه و مراکز تحقیقاتی شهرستان های کشور در سال های 1376 تا 1399 جمع آوری و مورد تحلیل قرار گرفتند. بر این اساس نتایج 33 گزارش نهایی مرتبط که دارای شاخص های مناسب از نظر تیمارهای مدیریت زراعی بودند، به صورت پایگاه داده ای شامل 450 ردیف در 26 ستون مورد استفاده قرار گرفتند. داده های متناظر با تیمارهای مورد ارزیابی از پایگاه داده استخراج و سپس نسبت واکنش، میانگین وزنی نسبت واکنش، انحراف معیار و اثرات معنی دار سهم هر یک از عوامل بر صفات کمی و کیفی ریشه چغندرقند محاسبه شدند. نتایج مطالعات فراتحلیل اثر عوامل زراعی طی 23 سال تحقیقات نشان داد که اثر فاصله ردیف های کاشت، فاصله بوته ها روی ردیف، روش های آماده سازی خاک، نوع تناوب زراعی، تنش خشکی انتهای فصل، تنش خشکی متوسط و شدید بر محتوای سدیم ریشه اثر معنی داری نداشتند. تناوب زراعی باعث افزایش معنی دار (حدود 5/17درصد) و تنش خشکی ابتدای فصل، تنش خشکی انتهای فصل و تنش شدید خشکی باعث کاهش معنی دار عملکرد ریشه (به ترتیب 21، 42 و 33 درصد) شدند. براساس نتایج فراتحلیل، در بین عوامل زراعی مورد ارزیابی، تناوب زراعی و مدیریت آبیاری دارای اهمیت بیشتری بوده و بنابراین با رعایت تناوب زراعی و مدیریت بهینه آب در طول فصل، می توان از کاهش عملکرد ریشه و قند قابل استحصال چغندرقند اجتناب کرد.

    کلیدواژگان: آبیاری، آماده سازی زمین، تناوب زراعی، چغندرقند، سدیم و عملکرد ریشه
|
  • Reza Darvishzadeh*, Hamed Broushan Pages 207-232

    Plants are exposed to various environmental stresses during their life cycle. Considering the essential role of crop plants in the production of food, fodder, oil and biofuels, it is important to evaluate their responses to environmental stresses. Plants have developed complex molecular systems to respond and adapt to environmental stress conditions such as drought, salinity, cold and heat during evolutionary processes. The response to abiotic stress is significantly different in species and even in different cultivars of the same species. Identification of plant responses to abiotic stresses has caused a great revolution in post-genome era. Physiological and molecular analyses have helped to better identify plant responses, and in this regard, Arabidopsis genome sequencing has played an important role. Quantitative phenotyping system of plants using imaging technology and its combination with information technology has facilitated the understanding of complex responses of plants to abiotic stresses. Studies on new regulatory mechanisms including use of small RNA molecules, chromatin modulation and genomic DNA modification, have enabled researchers to recognize complex plant molecular systems in response to abiotic stresses. Researchers have found that plants have types of sensors and signaling systems to respond to environmental changes and stresses. The molecular patterns of these signals are transmitted for the proper induction of the downstream molecular events. Obtaining necessary information related to DNA function at gene levels, RNA transcription and protein products, requires the use of various functional genomics methods such as next generation sequencing and genome editing, with large amounts of data. These data, which are essential information for all genes, including gene products and their functions, transcription levels, cis-regulatory elements and alternative splicing patterns, are obtained as a result of accessing the complete genome sequence. With progress in functional genomics methods, many genes related to stress tolerance can be identified and used to improve the level of tolerance of crops to environmental stresses. In this article, studies related to functional genomics for identification of complex response systems in crop plants that cause adaptation to abiotic stresses have been reviewed.

    Keywords: Abiotic stresses, Arabidopsis, Hormone response, Signal transduction, Transcriptional regulation
  • Abbas Nasiri Dehsorkhi*, Ahmand Ghanbari, MohammadReza Asgharipour Pages 233-257
    Introduction

    Knowledge of spatial variation in yield as well as the factors that affect it, will improve field management. Geostatistical methods are very effective in identifying and describing the distribution patterns of soil variation in the field. In this regard, this research was conducted to study the spatial relationship of some important physical and chemical properties of soil with bread wheat cv. Pishgam grain yield under the conditions of competition with wild barley using geo-statistical method.

    Materials and Methods

    In 2019-2020 cropping season, a field experiment was conducted in Isfahan, Iran in the form of a grid system with a distance of 2 × 2 meters. At each grid point, soil properties, bread wheat cv. Pishgam grain yield and wild barley density were measured and recorded. Experimental variograms, model fitting, kriging estimation and drawing maps for different traits were done using GS+ software. To describe the spatial correlation between two variables, a cross-semivariogram was employed. Spearman's correlation coefficients were also calculated using SPSS software (Ver. 16).

    Results

    The results showed that soil properties in the field varied from one place to another and were seen as patches with different sizes and shapes on the maps. The lowest (1.6%) and the highest (23.7%) of coefficient of variation (CV) for the studied soil properties were related to pH and nitrogen, respectively. The results indicated that the distribution of wild barley was not even or random, but had a patchy or cumulative distribution pattern. The interpolated maps by kriging showed that the weed patches generally tended towards the edges of the field. Wild barley had a strong spatial correlation with nitrogen (N) and phosphoreous (P) of the soil, while this weed was found in soils with low amount of clay and potassium (K). The cross-semivariogram showed that bread wheat cv. Pishgam grain yield had strong spatial correlation with N, K, pH, clay and silt properties of the soil with correlation coefficient of 75.0, 83.2, 83.6, 94.1 and 78.6%, respectively within the distances of 6.1, 3.7, 4.7, 14.0 and 3.2 meters. The results of cross-semivariogram, estimation of Spearman's correlation coefficients and also comparison of maps showed the negative relationship between bread wheat cv. Pishgam grain yield and wild barley density in the field. Spatial correlation between weed density and grain yield was 86.9% within the distance of 14.0 meters.

    Conclusion

    In general, the results of this research indicated that the spatial variation of soil properties and also weed density caused patchy patterns of bread wheat cv. Pishgam grain yield in the field. Knowledge of the spatial distribution of soil nutrients and weeds density in the field can be useful for site specific management of the breat wheat crop.

    Keywords: Effect range, Kriging, Yield map, Weeds, Wheat
  • Ali Barati, Elias Arazmjoo*, Seyyed Ali Tabatabaei, Manochehr Taheri Mazandrani Pages 258-274
    Introduction

    Among the cereal crops, barley is known as the fourth most important crop on a global scale and provides about 50% of the calories needed in the world. This plant can even make up to 70% of calories in less developed countries, especially in Africa and Asia. Terminal drought stress, as one of the consequences of climate change, has significant negative effects on the crop plants’ growth and production. Considering the importance of barley as livestock feed and its role in food industry, development and introduction of drought stress tolerant barley cultivars is very important. To increase the levle of terminal drough tolerance, breeders should combine the improvement of grain yield along with high level of terminal drought tolerance. To reach this goal first step in this way is to select potential germplasm that have genotypic variation for drought tolerance.

    Materials and Methods

    Eighteen barley promising genotypes were evaluated for adaptation, grain yield  and yield stability under none-stress and terminal drought stress condtions (withholding irrigation from the 50% spike emergence stage)  using randomized complete blocks design with three replications in three research field stations; Varamin, Birjand and Yazd, Iran, in two cropping seasons (2020-21 and 2021-22). None-stress and stress experiments were carried out separately. In non-stress conditions, full irrigation was applied, and in terminal drough stress conditions, irrigation was withheld at the 50% spike emergence stage. The barley promising genotypes were selected from the advance barley grain yield comparison trial genotypes in the temperate zone stations of the country in the previous cropping season. After determining the grain yield in two conditions of none stress and drought stress, the stress indices including; MP, GMP, TOL, HARM, STI, YI, YSI, RSI and SSI as well as their correlation with grain yield were calculated using the iPASTIC program and the three-dimensional distribution diagram of genotypes in A, B, C and D ranges was drawn using Grapher software. Combined analysis of variance was performed to study genotypic variation and genotype × year interaction effect. Least significant difference (LSD) test was employed for mean comparison at the 5% propbabilty level. Different stability statistics as well as their relationships were calculated using Pearson correlation using STABILITYSOFT program.

    Results

    The results showed that YI, HM, GMP, STI and MP indices can be used to select barley genotypes adapted and suitable for areas that are prone to terminal drought season stress. In non-stress areas MP, STI, GMP, HM, TOL and SSI indices can be used for selection of suitable and adapted cultivars. According to the biplot diagram, genotypes 2, 3, 11, 12 and 15 had higher grain yield and terminal drough tolerant. Considering mean grain yield, yield stability statistics, and standard deviation of the rank of each of these statistics, genotypes 11, 8, 3, 6 and 15 had higher grain yield stability.

    Conclusion

    Considering mean grain yield, all stability statistics and stress indices, genotype no. 11 with pedigree of GS679.82/SHYRI//LAUREL/4/CERISE/SHYRI//… /5/MALOUH//Aths/ Lignee686/6/Nik, genotype no. 8 with pedigree  of Anoidium//Alanda/Hamra-01/3/Lignee527/NK1272//JLB70-63/4/Nik, genotype no. 3 with pedigree of 82S:510/3/Arinar/Aths//DS 29/4/Sahra, genotype no. 6 with pedigree of Bgs/Dajia//L.1242/3/(L.B.IRAN/Una8271//Gloria'S'/3/Alm/Una80//....)/4/Sahra and genotype no. 15 with  pedigree of Ashar/Beecher/5/Lignee 527/Chn-01//Gustoe/4/Rhn-08/3/Deir Alla 106//Dl71/Strain 205 as superior genotypes that are suitable for cultivation in none-stress as well as terminal drought stress conditions in temperate agro-climate zone.

    Keywords: Adaptation, Barley, Bi-plot, Parametric, non-parametric statistics, Regression, Temperate climate
  • Behnoosh Sheikh Mamo, Afrasyab Rahnama*, Payman Hassibi Pages 275-293
    Introduction

    Climate change is a very serious threat to crops production in all regions around the world. Heat stress is a consequence of climate change that affects biochemical, physiological and molecular processes of crop plants, causing alterations in crop growth, development, and productivity. Terminal heat stress is the most widespread and type of heat stress in the world that limits crop productivity and ultimately food security. Sunflower is moderately tolerant to heat stress. It can tolerate higher temperatures without suffering from heat stress. However, sunflower is more susceptible to heat stress from early flowering to grain filling. Hence, it may be severely damaged when exposed to terminal heat stress. Biochemical and physiological responses in crop plants are modified under heat stress. It has been shown that tolerance to heat stress in crop plants is associated with an increase in antioxidant enzyme activities. The physiological and biochemical responses to heat stress vary among crop plant species and genotypes which can be used for development of cultivars with high temperature tolerance in crop plants.

    Materials and Methods

    This experiment was carried out in 2017-2018 growing season in Ahvaz, Iran, using as split-plot arrangement in randomized complete block design with three replications. Main plots consisted of three sowing date including; 11th November, 11th December and 11th Janauary, and five sunflower cultivars including; Qasem, Fantasia, Shams, Lakomka and Progress were randomized in sublpots. Sowing on 11th November was considered as normal sowing date, and sowing on 11th December and 11th January were delayed and late sowing dates, respectively. In the two latter sowing dates, flowering and grain filling periods were exposed to moderate and severe terminal heat stress.

    Results

    Terminal heat stress in delayed and late sowing dates caused significant reduction in carotenoid content (27% and 56%, respectively), seed yield (30% and 32%, respectively) and oil yield (18% and 28%, respectively), but increased catalase (63% and 55%, respectively), peroxidase (107% and 56%, respectively) and superoxide dismutase (43% and 67%, respectively) enzyme  activities, carbohydrate concentrations (18% and 30%, respectively) and malondialdehyde concentration (46% and 98%, respectively), when compared to normal sowing date. There was significant differences among sunflower cultivars for most of studied traits. Lakomka cultivar with the highest values of biochemical and physiological indices such as chlorophylle content, antioxidant enzyme activities and carbohydrates concentration and with the lowest malondialdehyde concentration had the highest seed yield (1579 kg.ha-1) and oil yield (608 kg.ha-1) under terminal heat stress.

    Conclusion

    Exposure to moderate and severe terminal heat stress differently influenced physiological and biochemical traits in sunflower cultivars. The severity of terminal heat stress played an important role in the cultivars responses. Progress cultivar had the lowest reduction in oil and seed yield under terminal heat stress, however, cv. Lakomka showed highest seed and oil yield in all three sowing dates. Therefore, it can be concluded that cv. Lakomka is suitable for being sown in normal, delayed and late sowing dates due to least variability in its seed yield.

    Keywords: Antioxidant activity, Heat stress, Seed oil content, Soluble carbohydrates, Sunflower
  • Kausar Savari, Esfandiar Fateh*, Amir Aynehband Pages 294-309
    Introduction

    Oilseeds have high nutritional value and importance among agricultural crops for providing calories and energy needed by humans, and are the second food source in the world after grains. Since more than 95% of the vegetable oil consumed in Iran is supplied by imports, research in various agronomic practices, especially applied research on rate and application methods of fertilizers in oilseed crops is necssary. Camelina (Camelina sativa L.) is an annual plant and belongs to the Brassicaceae family. Biofertilizers are considered as new achievements in organic farming. Today, the use of biofertilizers with the aim of increasing soil fertility and producing products in sustainable agriculture is considered as an alternative to chemical fertilizers. Considering limited studies that have been done on Camelina (Camelina sativa L.) in Iran, the purpose of this research is to investigate the effect of combining nitrogen, phosphorus, potassium, sulfur and biofertilizers on the seed yield and yield components of this oilseed crop.

    Materials and Methods

    This experiment was conducted with the aim of investigating the effects of growth-promoting bacteria and chemical fertilizers on the yield of camelina. The experimental design was factorial arrangements in randomized complete block design with 18 treatments and three replications in 2021-2022 at Research Farm of Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran. Experimental treatments included; nitrogen fertilizer levels based on chemical fertilizer (N0-P0-K0-S0) (C1) and (N50-P50-K40-S100)(C2) and (N100-P100- K80- S200)(C3) and biological fertilizer levels or growth promoting bacteria at six levels included: no inoculation/ control (B1), Nitroxine (B2), Phosphate (Barvar2) (B3), Thiobacillus (B4), Nitroxine+Phosphate (Barvar2) (B5) and Nitroxin + Phosphate (Barvar2) + Thiobacillus (B6). Camelina cv. Soheil was used in this experiment. Urea fertilizer was used as nitrogen, potassium sulfate as potassium, triple superphosphate as phosphorus, and bentonite sulfur as sulfur source. Camelina seeds were inoculated with biological fertlizers.

    Results

    Results showed that the highest seed yield (2120 kg.ha-1) and biological yield (5803 kg.ha-1) obtained in Nitroxin + Phosphate (barvar2) treatment. In all three levels of chemical fertilizers, biological fertilizers increased seed oil content. The highest seed oil content (45.1%) was obtained in the control treatment without chemical fertilizers and application of Nitroxin. Compared to the control (no inoculation), biological fertilizers had less effect on camelina plant traits, but in combination with chemical fertilizers, they improved the growth and seed yield of camelina.  

    Conclusion

    According to the results of this experiment, the best fertilizer treatment to increase the seed yield of camelina was the combined treatment of Nitroxin fertilizer + Phosphate (Barvar2) in all three levels of chemical fertilizers.

    Keywords: Biofertilizers, Camelina, Seed oil content, Sulphur, Thiobacillus
  • Samar Khayamim*, Hamid Noshad, Babak Babaee, Abazar Rajabi, Shahram Khodadadi Pages 310-324
    Introduction

    Different environmental and genetic factors such as variety, climate, soil and agronomic practices factors are effective in increasing root sodium content and reducing the yield and quality of sugar beet roots. Therefore, in this research, using meta-analysis, the effect of these factors has been determined and agronomic practices for reducing the sodium content of the roots and increasing the quality of produced sugar. The purpose of this meta-analysis was to determine management practices with significant effects on yield and quality of sugar beet roots in Iran.

    Material and Methods

    This study was conducted on data collected from the experiments carried out at Sugar Beet Seed Institute (SBSI) in Karaj and Agricultural and Natural Resources Research and Education Center in different provinces in Iran for the period of 1997 to 2020. Data were analyzed from 33 final technical reports of research projects of the the experiment that had appropriate agronomic management treatments. The data and information of these reports were created as a database containing 450 rows in 26 columns. The corresponding data to the investigated treatments were considered from the database and then the reaction ratio, average of the reaction ratio, standard deviation and the significant effect of each factor on sugar beet root yield and quality traits were determined.

    Results

    The results of meta-analysis of agronomic practices factors in the period of 23 years of research showed that lack of irrigation in the early season after crop establishment caused significant decrease in root sodium content (α=0.05). The effects of row and plant spacing, land preparation methods, crop rotation, late season moisture stress, mild and severe drought stresses, on root sodium content were not significant. Crop rotation caused significant increase in root, sugar and white sugar yields by 17.5%, 23.7% and 26.7%, respectively. Early and late season drought stresses and severe drought stress caused significant decrease in root yield by 21%, 42%, 33%, respectively. Reduction in white sugar yield were 18%, 43% and 32% under above mentioned drought stresses conditions.

    Conclusion

    The crop rotation of legumes-wheat-sugar beet compared to the conventional rotation of wheat-sugar beet increased sugar beet root yield by about 20%. The best method of soil preparation was detrmined as plowing or using sub-soiller in autumn and carrying out other operations including disc and furrower in spring. Increasing the planting row spacing to 60 cm caused significant decrease in root, raw sugar and white sugar yields by 6% to 10% due to the decrease in plant density. Changing plant spacing within rows from 20 cm to 15 cm did not have significant effect on sugar beet traits. Water deficit at the early season and after the establishment of sugar beet crop decreaseed the sodium content of sugar beet roots during the season, and also reduced root, sugar and white sugar yields, but the amount of yield reduction was lesser than drought stress at the end of season. Therefore, it is recommended to continue irrigation during the sugar beet technological ripening stage. Irrigation could be applied after 70% decrease of the soil moisture content to reduce water use without any significant reduction in root yield.

    Keywords: Crop rotation, Irrigation, Root yield, Sodium content, Soil preparation, Sugar beet