فهرست مطالب

تحقیقات غلات - سال چهاردهم شماره 2 (تابستان 1403)

فصلنامه تحقیقات غلات
سال چهاردهم شماره 2 (تابستان 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/11/14
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مریم خشکدامن، علی اکبر عبادی*، فرزاد مجیدی شیل سر، حدیث شهبازی، سیده اکرم موسوی قلعه رودخانی، شهرام محمود سلطانی صفحات 125-138
    مقدمه

    بیماری سوختگی غلاف برگ برنج ناشی از قارچ Rhizoctonia solani Kühn (گروه آناستوموزی AG-1 IA) بیماری مهم برنج از لحاظ اقتصادی در دنیا است که به طور چشم گیری عملکرد برنج و کیفیت بذر را کاهش می دهد. در حال حاضر مهم ترین راه مدیریت بیماری سوختگی غلاف برگ برنج، بهره گیری از روش های زراعی و کاربرد قارچ کش ها در مزرعه است. از جمله روش های زراعی موثر در مدیریت این بیماری، مصرف بهینه و مناسب کودهای شیمیایی است. کود سیلیکات پتاسیم یکی از کودهای شیمیایی موثر و مفید در کنترل و کاهش بیماری سوختگی غلاف برنج است. مصرف این عنصر به ویژه در خاک های فقیر یا خاک های حاوی مقادیر ناکافی عناصر، می تواند در کنترل بیماری سوختگی غلاف موثر باشد. هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر محلول پاشی کود سیلیکات پتاسیم بر کنترل بیماری سوختگی غلاف و عملکرد محصول تحت شرایط مزرعه ای بود.

    مواد و روش ها

    جدایه بیمارگر Rhizoctonia solani AG-1 IA روی مخلوط پوسته و بذر برنج تکثیر و به عنوان مایه تلقیح استفاده شد. آزمایش به صورت فاکتوریل با دو فاکتور در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار طی دو سال زراعی 1400 و 1401 در موسسه تحقیقات برنج کشور (رشت) اجرا شد. فاکتور اول، غلظت های مختلف محلول پاشی در پنج سطح شامل محلول پاشی کود سیلیکات پتاسیم به میزان صفر (شاهد)، یک، دو و سه کیلوگرم در هکتار و محلول پاشی قارچ کش پروپیکونازول به میزان یک لیتر در هکتار و فاکتور دوم، تعداد دفعات محلول پاشی در دو سطح شامل یک مرحله ای (آغاز مرحله پنجه زنی) و دومرحله ای (آغاز مراحل پنجه زنی و آبستنی) بود. صفات اندازه گیری شده شامل شدت و میزان وقوع بیماری و عملکرد دانه بود. تجزیه واریانس داده ها با استفاده از نرم افزار SAS و مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون توکی در سطح احتمال پنج درصد انجام شد.

    یافته های تحقیق:

     نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر نشان داد که استفاده از کود سیلیکات پتاسیم به میزان دو کیلوگرم در هکتار در مزرعه سبب کاهش بیماری سوختگی غلاف برگ برنج شد. نتایج نشان داد که در شرایط کاربرد کود سیلیکات پتاسیم، شدت بیماری سوختگی غلاف در سال های اول و دوم آزمایش به ترتیب 13.00 و 12.47 درصد و میزان وقوع بیماری به ترتیب 14.12 و 13.90 درصد بود، در حالی که با مصرف قارچ کش پروپیکونازول، شدت بیماری در سال های اول و دوم به ترتیب 11.21 و 10.77 درصد و میزان وقوع بیماری به ترتیب 10.97 و 10.60 درصد بود. در مقابل در تیمار شاهد، شدت بیماری در سال های اول و دوم به ترتیب 15.85 و 16.02 درصد و میزان وقوع بیماری به ترتیب 20.63 و 20.80 درصد اندازه گیری شد. اگرچه تاثیر کود سیلیکات پتاسیم در کاهش توسعه بیماری (شدت و میزان وقوع بیماری) کم تر از اثر کاهش دهندگی قارچ کش پروپیکونازول بود، اما نسبت به تیمار شاهد اثر بازدارندگی مناسب و قابل توجهی در توسعه بیماری داشت. به این ترتیب، در زمین هایی که در سال قبل، ارقام حساس به بیماری سوختگی غلاف کشت شده و یا بیماری با شدت زیاد مشاهده شده باشد و مزرعه مستعد آلودگی به بیماری سوختگی غلاف برگ برنج باشد، می توان استفاده از کود سیلیکات پتاسیم همراه با قارچ کش پروپیکونازول را جهت کنترل بیماری توصیه کرد.

    نتیجه گیری

    نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان داد که استفاده از کود سیلیکات پتاسیم به میزان دو کیلوگرم در هکتار در یک مرحله و در زمان آغاز پنجه زنی برنج سبب کاهش توسعه بیماری سوختگی غلاف شد. علاوه بر این، تفاوت معنی داری در کاهش شدت و وقوع بیماری بین میزان بیش تر کود سیلیکات پتاسیم بررسی شده در این آزمایش (سه کیلوگرم در هکتار) با میزان توصیه شده توسط شرکت سازنده (دو کیلوگرم در هکتار) و همچنین استفاده از کود بین یک (آغاز پنجه زنی) و دو مرحله از رشد گیاه (آغاز پنجه زنی و آبستنی) مشاهده نشد؛ بنابراین، استفاده از غلظت کم تر کود سیلیکات پتاسیم (دو کیلوگرم در هکتار) در یک مرحله رشدی (آغاز پنجه زنی) به منظور کاهش بیماری سوختگی غلاف برگ برنج پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: شدت بیماری، قارچ کش پروپیکونازول، مدیریت بیماری، Rhizoctonia Solani Kühn
  • فرزین پورامیر*، فاطمه حبیبی، بیژن یعقوبی صفحات 139-154
    مقدمه

    نشاکاری در خاک گل خراب شده (پادلینگ) روش رایج کشت برنج در دنیا می باشد که نیاز به نیروی کار و هزینه بالایی دارد. از این رو، در سال های اخیر این روش کاشت در حال جایگزینی با کشت مستقیم است. اگرچه کشت مستقیم دارای مزیت های فراوانی است، اما ممکن است برخی از جنبه های زراعت برنج را دستخوش تغییر قرار دهد. در این آزمایش اثر تغییر شیوه کشت از نشاکاری به کشت مستقیم بر عملکرد شلتوک و برخی از ویژگی های کیفی دانه در تعدادی از رقم های برنج مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    این تحقیق در سال زراعی 1398 در موسسه تحقیقات برنج کشور به صورت طرح کرت های خرد شده با سه تکرار اجرا شد. عامل های مورد مطالعه، روش کشت در دو سطح شامل نشایی و کشت مستقیم و رقم برنج در پنج سطح شامل رقم محلی هاشمی و رقم های اصلاح شده کیان، آنام، گیلانه و شیرودی بودند. صفات اندازه گیری شده، عملکرد شلتوک و ویژگی های کیفی دانه شامل درصد برنج سالم و شکسته، راندمان تبدیل، طول و عرض دانه خام و پخته، ضریب ری آمدن، میزان آمیلوز، دمای ژلاتینی شدن و مقدار پروتئین دانه بودند. برای تجزیه آماری داده ها، تجزیه واریانس با استفاده از نرم افزار SAS و مقایسه میانگین ها با آزمون حداقل اختلاف معنی دار (LSD) در سطح احتمال پنج درصد انجام شد.

    یافته های تحقیق:

     نتایج نشان داد که اثر رقم و روش کشت بر عملکرد شلتوک معنی دار بود، اما برهم کنش آن ها بر عملکرد شلتوک معنی دار نبود. مقایسه میانگین ها نشان داد که عملکرد شلتوک در روش کشت مستقیم در حدود 200 کیلوگرم بیش تر از کشت نشایی بود. رقم شیرودی با 7820 کیلوگرم در هکتار، بیش ترین عملکرد را دارا بود، در حالی که بین سایر رقم ها اختلاف معنی داری از این نظر مشاهده نشد. راندمان تبدیل نیز در کشت مستقیم بیش تر از نشایی بود و بیش ترین راندمان تبدیل (71 درصد) به رقم شیرودی در کشت مستقیم تعلق داشت که با رقم گیلانه در کشت مستقیم (70 درصد) و شیرودی در کشت نشایی (70 درصد) اختلاف معنی داری نداشت. درصد برنج سالم در کشت مستقیم (57.06 درصد) کم تر از کشت نشایی (65.86 درصد) بود. در بین رقم ها نیز شیرودی و کیان به ترتیب با 84.3 و 37.5 درصد دارای بیش ترین و کم ترین مقدار برنج سالم بودند. میزان آمیلوز دانه در تمامی رقم ها در کشت مستقیم در مقایسه با کشت نشایی افزایش یافت، ولی این افزایش در سه رقم آنام، گیلانه و کیان، معنی دار و در دو رقم شیرودی و هاشمی غیر معنی دار بود. بیش ترین و کم ترین میزان آمیلوز با 27.45 و 21.27 درصد نیز به ترتیب در رقم شیرودی در کشت مستقیم و رقم کیان در کشت نشایی مشاهده شد. تغییر شیوه کشت از نشایی به مستقیم منجر به افزایش معنی دار دمای ژلاتینی شدن دانه در سه رقم گیلانه، شیرودی و کیان شد، اما تاثیری بر دمای ژلاتینی شدن رقم های آنام و هاشمی نداشت. از نظر میزان پروتئین نیز بیش ترین میزان پروتئین دانه با 11.08 درصد در رقم آنام در کشت نشایی مشاهده شد که با کشت مستقیم آن (10.76 درصد) تفاوت معنی داری نداشت.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان داد که تغییر شیوه کشت برنج از نشایی به مستقیم، علاوه بر ویژگی های کیفی دانه، بر عملکرد شلتوک رقم های مورد مطالعه نیز تاثیر معنی داری داشت، به طوری که عملکرد شلتوک و راندمان تبدیل در کشت مستقیم بیش تر از نشایی، اما درصد برنج سالم در کشت مستقیم کم تر از نشایی بود. یکی از مهم ترین عوامل موثر بر کیفیت پخت برنج، درصد آمیلوز دانه است. بر اساس نتایج این تحقیق، تغییر شیوه کشت از نشایی به مستقیم، درصد آمیلوز دانه دو رقم هاشمی و شیرودی را که دارای بیش ترین سطح زیر کشت به ترتیب در بین رقم های محلی و اصلاح شده در استان های برنج خیز شمالی کشور هستند، افزایش نداد. این نتایج می تواند در پذیرش سیستم کشت مستقیم توسط شالیکاران موثر باشد.

    کلیدواژگان: راندمان تبدیل، کشت مستقیم، کشت نشایی، کیفیت دانه، محتوای آمیلوز
  • صاحبه ولی اللهی، محسن زواره*، مسعود کاوسی، اسدالله شاه بهرامی صفحات 155-168
    مقدمه

    بهینه سازی مصرف کود نیتروژن برای افزایش بهره وری و کاهش اثرات نامطلوب زیست محیطی آن در شالیزارها، اهمیت زیادی دارد. با این حال، پیش بینی دقیق زمان نیاز گیاه به نیتروژن و مدیریت مناسب آن در زراعت برنج چالش برانگیز است، زیرا به دلیل کارایی پایین استفاده از آن و دشواری پیش بینی دقیق نیاز گیاه، تنها بین 30 تا 50 درصد از کود نیتروژن مصرفی جذب گیاه می شود. استفاده از تصاویر دیجیتال و ارتباط دادن آن ها با مقدار نیتروژن برگ برنج، می تواند به کشاورزان کمک کند تا بتوانند با برآورد نسبتا درستی از وضعیت نیتروژن گیاه، میزان کود مصرفی را مدیریت کنند. این کار مستلزم تعیین ارتباط بین مقدار نیتروژن مورد استفاده با محتوای نیتروژن گیاه و پارامترهای تصاویر دیجیتال است. بنابراین، با توجه به اهمیت کشت برنج در استان گیلان و لزوم مصرف بهینه کود نیتروژن، این آزمایش با هدف بررسی اثر تغییرات مقدار نیتروژن مصرفی بر محتوای نیتروژن بافت، سطح برگ و زیست توده برنج طراحی و اجرا شد.

    مواد و روش ها

    این آزمایش در سال زراعی 96-1395 به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان اجرا شد. هفت مقدار نیتروژن (صفر، 30، 45، 60، 75، 90، 105 کیلو گرم در هکتار نیتروژن خالص از منبع اوره) به عنوان تیمارهای آزمایش در نظر گرفته شدند. رقم برنج استفاده شده در این آزمایش رقم محلی هاشمی بود. نشاکاری در 10 اردیبهشت ماه در کرت هایی به ابعاد 2×3 متر انجام شد و در هر کپه تعداد سه عدد نشا با فاصله 20×20 سانتی متر نشا شد. از گیاهان نمونه برداری شده در مراحل مختلف رشد، برای اندازه گیری میزان نیتروژن موجود در پیکره گیاه، سطح برگ و وزن خشک زیست توده استفاده شد. داده های به دست آمده پس از تجزیه واریانس، با آزمون چند دامنه ای دانکن مقایسه شدند.

    یافته های تحقیق: 

    تجزیه واریانس داده ها نشان داد که افزایش مصرف نیتروژن تا 45 کیلوگرم در هکتار تاثیر معنی داری بر محتوای نیتروژن بافت بوته های برنج در مقایسه با تیمار شاهد آزمایش نداشت، اما استفاده از 60 کیلوگرم نیتروژن در هکتار تفاوت معنی داری با کاربرد 30 کیلوگرم نیتروژن و همچنین تیمار شاهد آزمایش داشت. این در حالی بود که افزایش مصرف نیتروژن به بیش از 60 کیلوگرم در هکتار هم تاثیر معنی داری بر محتوای نیتروژن بافت های برنج نداشت. یافته ها همچنین نشان دادند که بیش ترین محتوای نیتروژن مربوط به زمان شروع پنجه زنی و مرحله آبستنی گیاه و کم ترین آن مربوط به زمان نشاکاری بوته ها بود. در این آزمایش، نیتروژن مصرفی تاثیر بسیار معنی داری بر سطح برگ ها داشت، به طوری که بیش ترین سطح برگ در تیمارهای کودی 90 و 105 کیلوگرم در هکتار نیتروژن و کم ترین میزان آن در تیمار شاهد (بدون تفاوت معنی دار با تیمارهای 30 و 45 کیلوگرم در هکتار نیتروژن) مشاهده شد. معنی دار شدن برهمکنش کود نیتروژن × زمان نمونه برداری روی زیست توده برنج نشان داد که بیش ترین زیست توده بوته مربوط به تیمار کاربرد 105 کیلوگرم در هکتار نیتروژن در مرحله آبستنی گیاه به دست آمد. نتایج این آزمایش نشان داد که با افزایش مقدار نیتروژن مصرفی نه تنها مقدار زیست توده بوته افزایش یافت، بلکه موجب تغییر سهم زیست توده انباشته شده در مراحل مختلف نموی نسبت به زیست توده کل گیاه هم شد.

    نتیجه گیری

    در مجموع یافته های این آزمایش نشان داد که میزان بهینه نیتروژن برای افزایش محتوای نیتروژن بافت های برنج بین 45 تا 60 کیلوگرم در هکتار است. برای رسیدن به حداقل 95 درصد از بیش ترین محتوای نیتروژن در بافت گیاه، دست کم باید 57.64 کیلوگرم نیتروژن در هکتار استفاده شود. این مقدار مصرف نیتروژن نه تنها می تواند به افزایش محتوای نیتروژن و زیست توده گیاه کمک می کند، بلکه همچنین می تواند نقش مهمی در بهبود بهره وری و کاهش تلفات نیتروژن در شالیزار داشته باشد.

    کلیدواژگان: بهره وری، زمان نمونه برداری، مرحله آبستنی، مرحله حداکثر پنجه زنی، مصرف بهینه نیتروژن
  • وهاب حاجی حسینی، ولی الله بابایی زاد*، شهریار کیا، میلاد حبیبی درونکلایی صفحات 169-181
    مقدمه

    گندم یکی از مهم ترین گیاهان زراعی است که ماده غذایی بیش از 80 درصد از جمعیت جهان را تامین می کند. زنگ برگ یا زنگ قهوه ای گندم که توسط Puccinia triticina ایجاد می شود، شایع ترین بیماری زنگ در گندم است. یکی از روش های مدیریت بیماری های گیاهی نظیر زنگ برگ گندم، مبارزه شیمیایی با استفاده از قارچ کش است، اما این روش مبارزه خطرات زیست محیطی به همراه دارد. از این رو، استفاده از ریزجانداران مفید و ترکیبات شیمیایی که سازگار با محیط زیست، یک راه کار پایدار در مدیریت بیماری های گیاهی است که از طریق ایجاد مقاومت القایی، باعث افزایش مقاومت در گیاه و در نتیجه کاهش خسارت ناشی از بیماری ها می شود. هدف از این مطالعه، بررسی مقایسه ای تاثیر چند القاکننده زیستی و غیر زیستی بر افزایش مقاومت القایی در گندم در برابر بیماری زنگ برگ بود.

    مواد و روش ها

    از گندم رقم حساس کریم برای اجرای این آزمایش استفاده شد. بذرهای این رقم، پس از ضد عفونی با هیپوکلرید سدیم یک درصد، روی کاغذ صافی استریل مرطوب، جوانه دار و سپس به گلدان های پلاستیکی حاوی خاک استریل منتقل و گلدان ها در گلخانه قرار داده شدند. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با شش تیمار Trichoderma  harzianum Rifai (با غلظت 105× 5 اسپور در میلی لیتر)، Pseudomonas fluorescence (با غلظت 0.7)، سالیسیلیک اسید (با غلظت سه میلی مولار)، فسفیت پتاسیم (با غلظت یک گرم بر لیتر)، کیتوزان (با غلظت ppm 400) و کنترل مثبت (شاهد) در سه تکرار انجام شد. تیمارها در مرحله دو برگی روی گیاهچه های گندم اسپری شدند و پس از گذشت 24 ساعت، گیاهچه ها به قارچ عامل بیماری با غلظت 106 اسپور در میلی لیتر با استفاده از مه پاش آلوده شدند. نمونه برداری از گیاهان برای اندازه گیری فعالیت آنزیم های سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز در زمان های صفر، 24، 48 و 72 ساعت بعد از آلودگی و یاداشت برداری برای ارزیابی شدت بیماری پس از 15 روز انجام شد. تجزیه واریانس داده ها و مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد با استفاده از نرم افزار SAS انجام و نمودار دوبعدی توسط نرم افزار Excel رسم شد.

    یافته های تحقیق: 

    نتایج نشان داد که اختلاف معنی داری بین تیمار های مورد مطالعه و تیمار شاهد از نظر فعالیت آنزیمی وجود داشت. دو تیمار فسفیت پتاسیم و P. fluorescens بلافاصله پس از مایه زنی قارچ P. triticina، بیش ترین افزایش سطح فعالیت آنزیم های سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز را نسبت به تیمار شاهد نشان دادند. علاوه بر این، سه تیمار P. fluorescens، کیتوزان و فسفیت پتاسیم در بازه های زمانی 24 و 48 ساعت و سه تیمار P. fluorescens، T. harzianum و کیتوزان در بازه زمانی 72 ساعت پس از مایه زنی دارای بالاترین سطح افزایش فعالیت آنزیم های سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز و پراکسیداز نسبت به تیمار شاهد بودند. نتایج نشان داد که اختلاف معنی داری در میزان گسترش بیماری در 15 روز پس از مایه زنی قارچ P. triticina میان تیمار شاهد و سایر تیمار ها وجود داشت و میزان علایم بیماری در تیمار های فسفیت پتاسیم، P. fluorescens، کیتوزان، T. harzianum و سالیسیلیک اسید به ترتیب 22.38، 40.29، 44.77، 52.23 و 58.20 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان داد که عوامل زیستی نظیر قارچ T. harzianum و باکتری P. fluorescens و عوامل غیرزیستی نظیر سالیسیلیک اسید، کیتوزان و فسفیت پتاسیم، تاثیر معنی داری در کنترل بیماری زنگ برگ گندم در شرایط گلخانه داشتند. به نظر می رسد که بخشی از روند بیماری زایی قارچ P. triticina در گیاه گندم به دلیل کاهش سطح آنزیم های کاتالاز، پراکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز است که منجر به شکست مقاومت ذاتی در گیاه شده و علایم بیماری ظاهر می شود. بنابراین، می توان نتیجه گیری کرد که القاکننده های زیستی و غیرزیستی می توانند سطح آنزیم های کاتالاز، پراکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز را در گیاهان بیمار افزایش و در نتیجه تعداد لکه های برگی زنگ قهوه ای را کاهش دهند. از این رو، ممکن است این القاکننده ها در آینده جایگزین مناسبی برای ترکیبات شیمیایی باشند.

    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، راه کار پایدار، زنگ برگ گندم
  • ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های جو (Hordeum vulgare L.) با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره
    هما زلقی، محمد مقدم*، سید ابوالقاسم محمدی، بهزاد صادق زاده صفحات 183-195
    مقدمه

    آگاهی از سطح تنوع ژنتیکی و برآورد آن در ژرم پلاسم های گیاهی، اساس بسیاری از برنامه های به نژادی به شمار می رود. نشانگرهای ریزماهواره (SSR) به دلیل تکرارپذیری بالا، ماهیت چندآللی، توارث هم بارز و فراوانی ژنومی بالا، کاربرد فراوانی در بررسی تنوع ژنتیکی و تعیین روابط بین ژنوتیپ ها دارند. هدف از این تحقیق، مطالعه تنوع ژنتیکی 40 ژنوتیپ جو با استفاده از نشانگر های ریزماهواره و شناسایی نشانگرهای برخوردار از بیش ترین توانایی متمایزکنندگی بود.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق تنوع ژنتیکی 39 رقم جو زراعی و یک ژنوتیپ جو وحشی با استفاده از 57 نشانگر ریزماهواره بررسی شد که از این تعداد، 51 نشانگر چندشکل و برخوردار از تکثیر واضح و قابل قبول، برای ارزیابی مولکولی ژنوتیپ ها انتخاب شدند. امتیازدهی الگوی نواری نشانگرها به صورت یک (وجود نوار) و صفر (عدم وجود) و نیز به صورت هم بارز انجام شد. سپس کارآیی نشانگرها به وسیله میزان اطلاعات چندشکلی، فراوانی آلل های شایع، تعداد آلل ها، هتروزیگوسی مشاهده شده و تنوع ژنی ارزیابی شد. افزون بر این، ژنوتیپ های جو با استفاده از روش تجزیه خوشه ای بر مبنای الگوریتمMinimum Evolution و ضریب P-distance گروه بندی شدند.

    یافته های تحقیق: 

    در مجموع 200 آلل (با میانگین 92/3 آلل به ازای هر جایگاه) تکثیر شد. متوسط میزان اطلاعات چندشکلی و تنوع ژنی برای این نشانگرها به ترتیب 48/0 و 54/0 بود. فراوانی آلل های شایع از 25/0 تا 92/0 و با میانگین 56/0 متغیر بود که به ترتیب به نشانگرهای GBMS021 و GBM1275 اختصاص داشت. نشانگر GBMS027 نیز از بیش ترین میزان اطلاعات چندشکلی، هتروزیگوسی مورد انتظار و تعداد آلل برخوردار بود. تجزیه خوشه ای ژنوتیپ ها را در سه گروه قرار داد. گروه اول دارای بیش ترین تعداد ژنوتیپ های مناطق معتدل (اعم از گرم یا سرد) با عادت رشدی بهاره بود. گروه دوم عمدتا از ژنوتیپ های مناطق معتدل و سرد با عادت رشدی بهاره و بینابین تشکیل شد. گروه سوم، بیش تر شامل مخلوطی از ژنوتیپ های مناطق معتدل و گرمسیر با عادت رشدی بینابین و بهاره بود و بیش تر ژنوتیپ های خارجی نیز در این گروه واقع شدند. در عین حال، تجزیه خوشه ای بر اساس نشانگرهای ریزماهواره قادر به تفکیک کامل ژنوتیپ های مناطق جغرافیایی مختلف و با عادت رشدی متفاوت نبود.

    نتیجه گیری

    به طور کلی تنوع ژنتیکی قابل توجهی بین ژنوتیپ های جو مورد مطالعه از نظر نشانگرهای ریزماهواره وجود داشت. نشانگرهای GBMS027، GBMS021، GBMS006، GBMS180، GBMS0160، GBM1272 و GBMS002 به علت دارا بودن میزان اطلاعات چندشکلی، هتروزیگوسی مورد انتظار و تعداد آلل بالاتر، به عنوان نشانگرهای برخوردار از بیش ترین توانایی متمایز کنندگی شناسایی شدند. از تنوع موجود می توان در برنامه های به نژادی جو استفاده کرد.

    کلیدواژگان: آلل شایع، تجزیه خوشه ای، تنوع ژنی، محتوای اطلاعات چندشکلی، نشانگرهای ریزماهواره، هتروزیگوسی مورد انتظار
  • رقیه عظیم خانی، رضا فتوت، احسان محسنی فرد*، ناصر علی اصغرزاد، مریم ندیمی صفحات 197-212
    مقدمه

    همزیستی با قارچ میکوریزا آربسکولار (Arbuscular mycorrhizal Fungi) اغلب سبب افزایش تحمل گیاهان در مقابله با تنش های مختلف می شود. در بین تنش های غیرزنده، شوری سبب کاهش قابل توجه در میزان تولید محصول می شود. مطالعه واکنش ژنوتیپ های مختلف گیاهان به همزیستی با قارچ های میکوریزا آربسکولار و پتانسیل استفاده از این رابطه در بهبود تاثیرات نامطلوب شوری و افزایش تحمل گیاهان، در افزایش عمکلرد گیاهی مفید خواهد بود. مطالعه حاضر با هدف بررسی تاثیر قارچ میکوریزا آربسکولار بر پاسخ چند رقم تجاری جو تحت شرایط تنش شوری صورت گرفت.

    مواد و روش ها

    در این آزمایش، شش رقم تجاری جو شامل خاتم، گلشن، افضل، ماکویی، ارس و دشت در دو سطح شوری NaCl شامل صفر و 150 میلی مولار و دو سطح همزیستی شامل تلقیح و عدم تلقیح با Funneliformis mosseae مورد بررسی قرارگرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه زنجان اجرا شد. پنج هفته پس از کشت، گیاهان برداشت شده و صفات مرتبط با ساختارهای قارچ میکوریزا شامل میزان کلونیزاسیون کل و فراوانی هیف، آربسکول و وزیکول قارچ اندازه گیری شدند. همچنین، برخی از صفات فیزیولوژیک رقم های جو شامل وزن تر اندام هوایی، محتوای نسبی آب برگ، غلظت +Na، غلظت +K و نسبت +Na+/K اندام هوایی مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته های تحقیق: 

    نتایج این آزمایش نشان داد که بین رقم های جو از نظر میزان کلونیزاسیون و فراوانی هیف، آربسکول و وزیکول قارچ تنوع معنی داری وجود داشت. از طرف دیگر تنش شوری، میزان کلونیزاسیون و فراوانی هیف و آربکسول قارچ را کاهش داد، اما فراوانی وزیکول قارچ افزایش یافت، که میزان کاهش در رقم های متحمل خاتم و افضل و به ویژه در رقم افضل، قابل توجه بود. افزایش فراوانی وزیکول نیز فقط در رقم های ماکویی، ارس و دشت معنی دار بود. نتایج نشان داد که تحت تاثیر تنش شوری، وزن تر اندام هوایی و محتوای نسبی آب برگ، کاهش و غلظت +Na و نسبت +Na+/K اندام هوایی در تمامی رقم های جو افزایش یافت، اما میزان تغییرات این صفات در رقم های ماکویی، ارس و دشت و به ویژه در رقم ارس بیش تر از سایر رقم ها بود. علاوه بر این، وزن تر و محتوای نسبی آب برگ در گیاهان کلونیزه شده با قارچ میکوریزا کم تر از گیاهان کلونیزه نشده بود، با این حال، همزیستی قارچ سبب افزایش محتوای نسبی آب برگ رقم های خاتم و گلشن در شرایط بدون تنش شوری شد.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان داد که تفاوت معنی داری بین رقم های تجاری جو از لحاظ پاسخ به همزیستی با قارچ میکوریزا و واکنش به تنش شوری وجود داشت. با آنکه کاهش کلونیزاسیون ممکن است به گیاه در جلوگیری از مصرف منابع کربوهیدرات کمک کند، اما در مطالعه حاضر، نتیجه مورد انتظار از همزیستی از نظر بهبود رشد گیاه جو و یا تعدیل آثار نامطلوب شوری بر گیاه مشاهده نشد. این امر نشان دهنده پیچیدگی رابطه همزیستی بین گیاه و قارچ است و شرایط محیطی و به ویژه شرایط تنش می تواند این پیچیدگی را بیش تر کند.

    کلیدواژگان: فراوانی کلونیزاسیون، محتوای نسبی آب برگ، نسبت +Na+، K، وزن تر اندام هوایی
|
  • Maryam Khoshkdaman, Aliakbar Ebadi *, Farzad Majidi Shilsar, Hadis Shahbazi, Seyedeh Akram Mousavi Qalehroudkhani, Shahram Mahmood Soltani Pages 125-138
    Introduction

    Sheath blight disease of rice caused by Rhizoctonia solani AG-1 IA, has been recognized as a significant economic disease, which significantly reduces rice yield and seed quality. Currently, the most important method to manage the disease of rice sheath blight is agricultural methods and the use of fungicides in the field. Among the effective agricultural methods in managing this disease is the optimal and suitable application of chemical fertilizers. Potassium silicate fertilizer is one of the effective and useful chemical fertilizers in controlling and reducing the sheath blight disease. Application of this element especially in poor or insufficient soils can be effective in controlling sheath blight disease. The objective of this study was to investigate the effect of foliar application of potassium silicate fertilizer on grain yield and sheath blight disease control under field conditions.

    Materials and methods

    A virulent isolate of R. solani was prepared on a mixture of rice hull and grain and used as an inoculum. This experiment was conducted as factorial with two factors based on randomized complete block design in three replications in Rice Research Institute of Iran (RRII), during 2021 and 2022. The first factor was different concentrations of foliar spraying at five levels including 0 (control), one, two and three kg/ha of potassium silicate fertilizer and one lit/ha of propiconazole fungicide and the second factor was frequency of foliar spraying at two levels including one time (at the beginning of tillering stage) and two times (at the beginning of tillering and booting stages). The measured traits were disease severity, disease incidence and grain yield. Analysis of variance was done using SAS software and comparison of means was done using Tukey’s test at 5% probability level.

    Research findings

    These results of the present study showed that the use of potassium silicate fertilizer at the rate of two kg/ha in the field conditions reduced rice leaf sheath blight disease. These results indicated that under the conditions of potassium silicate fertilizer application, the severity of sheath blight disease was 13.00% and 12.47%, and the disease incidence was 14.12% and 13.9% in the first and second years of the experiment, respectively, while with the use of propiconazole fungicide, the disease severity was 11.21% and 10.77% and the disease incidence 10.97% and 10.60% in the first and second years, respectively. Furthermore, the disease severity in the first and second years in control treatment was measured as 15.85% and 16.02% and the disease incidence 20.63% and 20.8%, respectively. Although the effect of potassium silicate fertilizer in reducing the disease development (disease severity and incidence) was lower than the effect of propiconazole fungicide, it had a suitable inhibitory effect in disease development compared to the control treatment. Therefore, in the fields where sensitive cultivars to rice sheath blight disease have already been cultivated or the disease with high severity has been observed and the field is prone to infection with sheat blight disease, the use of potassium silicate fertilizer combined with propiconazole fungicide can be recommended to control the disease.

    Conclusion

    The results of this study showed that the use of potassium silicate fertilizer at the rate of two kg/ha once at the tillering stage of rice reduced the development of sheath blight disease. Also, there was no significant difference in reducing the disease severity and incidence between the higher concentration of potassium silicate fertilizer investigated in this experiment (three kg/ha) and the concentration recommended by the manufacturer (two kg/ha), as well as the use of fertilizer between one stage (at the beginning of tillering) and two stages of plant growth (at the beginning of tillering and booting). Therefore, it is suggested to use a lower concentration of potassium silicate fertilizer (two kg/ha) only once at the beginning of tillering stage to reduce rice leaf sheath blight disease.

    Keywords: Disease Management, Disease Severity, Propiconazol Fungicide, Rhizoctonia Solani
  • Farzin Pouramir *, Fatemeh Habibi, Bijan Yaghoubi Pages 139-154
    Introduction

    Transplanting in puddled soil is a common method of rice cultivation in the world, which requires high labor and cost. Therefore, this method is being replaced by direct seeding system in recent years. Although direct seeding system has many advantages, this method may change various aspects of rice plant cultivation. In this experiment, the effect of changing the cultivation method from transplanting to direct seeding on paddy yield and some grain quality characteristics of rice varieties was investigated.

    Material and methods

    This experiment was carried out based on split block design with three replications in Rice Research Institute of Iran (RRII), Rasht, Iran, in 2019. The studied factors were cultivation methods in two levels including transplanting and direct seeding, and rice varieties in five levels including local variety, Hashemi, and improved varieties, Kian, Anam, Gilaneh and Shirodi. The measured traits were paddy yield and grain quality characteristics including head rice, broken rice and milled rice percentage, crude and cooked grain length and width, grain elongation rate, amylose content, gelatinization temperature and grain protein content. For data statistical analysis, analysis of variance was performed using SAS software and comparison of means by least significant difference (LSD) test at 5% probability level.

    Research findings

    The results showed that the effect of variety and cultivation method on paddy yield was significant, but their interaction was not significant. Comparison of means showed that paddy yield in direct seeding was about 200 kg more than in transplanting method. Shirodi variety with 7820 kg/ha had the highest yield, while there was not significant difference between other vraieties. Milled rice percentage was also more than in direct seeding than the transplanting method, ans the highest milled rice percentage was related to Shirodi variety in direct seeding system (71%), which was not significantly different from Shirodi variety in transplanting system (70%) and Gilaneh variety in direct seeding (70%). The percentage of head rice in direct seeding system (57.06%) was lower than that of transplanting system (65.86%). Among the genotypes, Shirodi and Kian varieties had the highest and lowest head rice percentage with 84.33 and 37.5%, respectively. Amylose content of all studied varieties increased in direct seeding system compared to transplanting cultivation, but this increase was significant in Anam, Gilaneh and Kian varieties, and not-significant in Shirodi and Hashemi varieties. The highest and lowest amylose content with 27.45% and 21.27% were also observed in Shirodi variety in direct seeding and Kian variety in transplanting cultivation, respectively. Changing the cultivation method from transplanting to direct seeding system led to a significant increase in the Alkali spreading value of Gilaneh, Shirodi and Kian varieties, but had no significant effect on the Alkali spreading value of Anam and Hashemi varieties. The highest grain protein content with 11.08% was observed in Anam variety in transplanting cultivation, which was not significantly different from direct seeding system (10.76%).

    Conclusion

    The results of this study showed that changing the rice cultivation method from transplanting to direct seeding had a significant effect on paddy yield and grain quality characteristics of the rice varieties, so that paddy yield and milled rice percentage were higher in direct seeding than transplanting, but head rice percentage in direct seeding was lower than transplanting system. One of the most important factors affecting the rice cooking quality is grain amylose percentage. According to the results of the current study, changing the cultivation method from transplanting to direct seeding did not increase the amylose content of Hashemi and Shirodi varieties, which have the largest cultivated area among the local and improved varieties in the northern rice-growing provinces of Iran, respectively. This results can be effective in the acceptance of direct seeding system by paddy farmers.

    Keywords: Amylose Content, Direct Seeding, Grain Quality, Milled Rice Yield, Transplanting
  • Sahebeh Valiollahi, Mohsen Zavareh *, Masoud Kavoosi, Asadollah Shahbahrami Pages 155-168
    Introduction

    Optimizing nitrogen fertilizer use is crucial for increasing efficiency and reducing its adverse environmental impacts in rice paddies. However, accurately predicting the timing of nitrogen requirements and effectively managing it in rice cultivation is challenging. Due to low nitrogen use efficiency and the difficulty in precisely forecasting plant needs, only 30-50% of the applied nitrogen is typically absorbed by the crop. Utilizing digital imagery to estimate the nitrogen content in rice leaves can aid farmers in managing fertilization by providing a relatively accurate assessment of the plant's nitrogen status. This approach requires establishing a relationship between the amount of applied nitrogen, the plant's nitrogen content, and the parameters of digital images. Therefore, given the importance of rice cultivation in Guilan and the necessity of optimizing nitrogen use, this study was designed and conducted to investigate the effect of varying nitrogen application rates on nitrogen content, leaf area, and biomass of Hashemi rice in Rasht.

    Materials and methods

    This experiment was conducted during the 2016-2017 growing season as a randomized complete block design with three replications at the research farm of the Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, on Hashemi rice. Seven nitrogen levels (0, 30, 45, 60, 75, 90, and 105 kg N/ha from urea) were applied as the experimental treatments. Transplanting occurred on April 30, with three seedlings per hill, spaced 20×20 cm apart, in plots measuring 3×2 meters. Samples were collected at various growth stages to measure plant nitrogen content, leaf area, and dry biomass. The data were analyzed using ANOVA, followed by Duncan's multiple range test for mean comparisons.

    Research findings

    The analysis of variance revealed that increasing nitrogen application up to 45 kg/ha did not significantly affect plant nitrogen content compared to the control, while 60 kg/ha resulted in a significant difference compared to both 30 kg/ha and the control. Further increases beyond 60 kg/ha had no significant effect on tissue nitrogen content. The findings also indicated that the highest nitrogen content occurred at the tillering and booting stages, while the lowest was observed at the transplanting time. Nitrogen application also had a significant impact on leaf area, with the largest leaf areas recorded at 90 and 105 kg N/ha, and the smallest in the control, which showed no significant difference from the 30 and 45 kg N/ha treatments. The significant interaction effect of nitrogen application and sampling time on biomass indicated that the highest biomass was observed at 105 kg N/ha during the booting stage. Increasing nitrogen not only increased biomass but also altered the proportion of biomass accumulated at different growth stages relative to total biomass.

    Conclusion

    Overall, the findings of this study suggest that the optimal nitrogen rate for enhancing nitrogen content in rice tissues ranges between 45 and 60 kg N/ha. To achieve at least 95% of the maximum tissue nitrogen content, a minimum of 57.64 kg N/ha is required. This level of nitrogen application not only boosts nitrogen content and plant biomass but also plays a crucial role in improving efficiency and reducing nitrogen losses in rice paddies.

    Keywords: Booting Stage, Efficiency, Maximum Tillering Stage, Optimal Nitrogen Use, Sampling Time
  • Wahab Haji Hosseini, Valiollah Babaeizad *, Shahriyar Kia, Milad Habibi Daronkolaei Pages 169-181
    Introduction

    Wheat is one of the most important crop plants that provides food for more than 80% of the world’s population. Wheat leaf or brown rust caused by Puccinia triticina is the most prevalent rust disease in wheat. One of the method of managing plant diseases such as wheat leaf rust is chemical control using fungicides, but this method has environmental risks. Therefore, utilizing beneficial microorganisms and environmentally-friendly chemical compounds is a sustainable strategy in the management of plant diseases. This method enhances plant resistance through induced resistance and reduces the damage caused by diseases. The objective of this study was to compare the effect of several biotic and abiotic inducers on the increase of induced resistance in wheat against leaf rust disease.

    Materials and methods

    The sensitive wheat variety, Karim, was used to perform this experiment. The seeds were disinfected with 1% sodium hypochloride and germinated on wet sterile filter paper. Germinated seeds were transferred to plastic pots containing sterile soil and the pots were placed in the greenhouse. The experiment was conducted in a completely randomized design with six treatments and three replications. The treatments were including Trichoderma harzianum (5×105 spores perml), Pseudomonas fluorescence (with a concentration of 0.7), salicylic acid (with a concentration of 3 mM), potassium phosphite (with a concentration of 1 g/liter), chitosan (with a concentration of 400 ppm) and a positive control as check treatment. Thestudied treatment were sprayed on wheat seedlings at two-leaf stage. After 24 hours, the seedlings were infected with the disease-causing fungus with a concentration of 106 spores per ml using a fogger. The treated and control plants were sampled to measure the activity of superoxide dismutase, catalase, and peroxidase enzymes at 0, 24, 48 and 72 hours after infection, and to evaluate the disease severity after 15 days. SAS software was used for analysis of variance and comparison of means by Duncan’s test at 5% probability level and Excel software was used to draw two-dimensional graphs.

    Research findings

    The results indicated that there was a significant difference in enzymes activity levels between the studied treatments and the control treatment. Potassium phosphite and Pseudomonas fluorescens treatments showed the highest increase in the activity level of superoxide dismutase, catalase and peroxidase enzymes immediately after the inoculation of P. triticina compared to control treatment. Furthermore, the three treatments of P. fluorescens, chitosan and potassium phosphite at 24 and 48 hours and the three treatments of P. fluorescens and T. harzianum and chitosan at 72 hours after the inoculation of P. triticina had the highest increase in activity of superoxide dismutase, catalase and peroxidase enzymes compared to the control treatment. The results showed that there was a significant difference in disease spread in 15 days after the inoculation of P. triticina between the control treatment and other treatments. The disease symptoms in potassium phosphite, P. fluorescens, chitosan, T. harzianum and salicylic acid treatments decreased by 22.38%, 40.29%, 44.77%, 52.23% and 58.20% compared to the control treatment, respectively.

    Conclusion

    The results of this study showed that biotic inducers such as T. harzianum fungus and P. fluorescens bacteria and abiotic inducers such as salicylic acid, chitosan and potassium phosphite had a significant effect on the control of wheat leaf rust disease in greenhouse conditions. It seems that a part of the pathogenic process of P. triticina fungus in wheat plants is due to decrease in the levels of catalase, peroxidase, and superoxide dismutase enzymes, which leads to the breaking of inherent resistance in the plant and the appearance of disease symptoms. It can be concluded that biotic and abiotic inducers can increase the level of catalase, peroxidase and superoxide dismutase enzymes in diseased plants, and reduce the number of brown rust leaf spots. Therefore, these inducers may be a suitable alternative for chemical compounds in the future.

    Keywords: Antioxidant Enzymes, Sustainable Strategy, Wheat Leaf Rust
  • Analysis of genetic diversity of barley (Hordeum vulgare L.) genotypes by microsatellite markers
    Homa Zallaghi, Mohammad Moghaddam *, Seyed Abolghasem Mohammadi, Behzad Sadeghzadeh Pages 183-195
    Introduction

    Knowledge of the level of genetic diversity and its estimation in plant germplasms is the basis of many breeding programs. Due to high levels of polymorphism, high reproducibility, polyallelic nature, codominant scoring, and high genomic frequency, microsatellite (SSR) markers are used widely in investigating genetic diversity and determining the relationships between genotypes. This research aimed to study the genetic diversity of 40 barley genotypes in terms of SSR markers and to determine the markers with the highest discriminating ability.

    Materials and methods

    In this research, the genetic diversity of 39 barley cultivars and one wild barley genotype was investigated in terms of 57 SSR markers, of which 51 polymorphic markers with clear and acceptable amplification were selected for molecular evaluation of the genotypes. The banding pattern of markers was scored as one (presence of the band) and zero (absence of the band) and also, as the codominance state. Then, the efficiency of the markers was evaluated by the polymorphism information content, frequency of common alleles, number of alleles, observed heterozygosity, and gene diversity. In addition, barley genotypes were grouped by cluster analysis with the Minimum Evolution algorithm and the P-Distance coefficient.

    Research findings

    Totally, 200 alleles (with an average of 3.92 alleles per locus) were amplified. The average polymorphism information content and gene diversity for these markers were 0.48 and 0.54, respectively. The frequency of common alleles ranged from 0.25 to 0.92 with an average of 0.56, which belonged to the GBMS021 and GBM1275 markers, respectively. Also, the GBMS027 marker had the highest polymorphism information content, expected heterozygosity, and allele number. Cluster analysis assigned the genotypes into three groups. The first group had the highest number of genotypes from the temperate regions (either warm or cold) with spring growth habit. The second group consisted mainly of genotypes from the temperate and cold regions with spring and intermediate growth habits. The third group was mostly a mixture of genotypes from temperate and tropical regions with the intermediate and spring growth habit, and most foreign genotypes were also assigned to this group. However, cluster analysis based on SSR markers couldn’t fully separate the genotypes of different geographical regions, and with different growth habits.

    Conclusion

    In general, there was significant genetic diversity among the barley genotypes studied in terms of SSR markers, and the markers GBMS027, GBMS021, GBMS006, GBMS180, GBMS0160, GBM1272, and GBMS002 were identified as markers with the highest discriminating ability due to having the higher amount of polymorphic information content, expected heterozygosity, and allele number. This diversity can be utilized in the barley breeding programs.

    Keywords: Cluster Analysis, Common Allele, Expected Heterozygosity, Gene Diversity, Polymorphism Information Content, SSR Markers
  • Roghaie Azimkhani, Reza Fotovat, Ehsan Mohsenifard *, Nasser Aliasgharzad, Maryam Nadimi Pages 197-212
    Introduction

    Symbiosis with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi often increases the tolerance of host plants against various stresses. Among abiotic stresses, salinity causes considerable loss in crop productivity. Comprehensive study of plant genotypes response to symbiosis with AM fungi and potential role of this relationship in improving the adverse effects of salinity and increasing plant tolerance would be effective in increasing crop yield. The present study aimed to investigate response of commercial barley varieties to mycorrhizal colonization under salinity stress.

    Materials and methods

    In this experiment, six commercial barley varieties including Khatam, Golshan, Afzal, Aras, Makoui and Dasht were evaluated at two salinity levels of NaCl (0 and 150 mM) and two symbiosis levels including inoculated and non-inoculated with Funneliformis mosseae. A factorial design in a randomized complete block design with three replications was conducted under greenhouse conditions in Zanjan University, Zanjan, Iran. Five weeks after cultivation, barley plants were harvested and the traits related to fungal structures including total colonization rate, and the frequency of hyphae, arbuscule and vesicle were measured. Also, some physiological traits including shoot fresh weight, leaf relative water content (RWC), shoot Na+ concentration, shoot K+ concentration, and Na+/K+ ratio were measured.

    Research findings

    The results of this experiment showed that there was a significant variation between barley varieties in terms of colonization rate and hyphae, arbuscule and vesicle frequencies of AM fungus. Also, salinity stress reduced the colonization rate, and hyphae and arbuscule frequencies of the fungus, but increased the vesicle frequency, which this reduction was more considerable in salt-tolerant varieties, Khatam and Afzal, especially in Afzal. The increase in vesicle frequency was also significant only in Makoui, Aras and Dasht varieties. The results showed that salinity stress reduced shoot fresh weight and leaf relative water content, and increased Na+ concentration and Na+/K+ ratio in all barley varieties, but these changes in Makoui, Aras and Dasht varieties especially in Aras were more than other varieties. On the other hand, colonized plants exhibit lower shoot fresh weight and leaf RWC compared to non-colonized ones. However, symbiosis enhanced leaf RWC in Khatam and Golshan varieties under non-stress conditions.

    Conclusion

    The results of this study showed that there was a significant difference between barley commercial varieties in terms of response to symbiosis with mycorrhizal fungus and response to salinity stress. Although the reduction of colonization rate may help barley plants to prevent the consumption of carbohydrate resources, the expected results of symbiosis in terms of improving barley plant growth or reducing the adverse effects of salinity stress on the plant was not observed in the present study. This indicates the complexity of the symbiotic relationship between plant and fungus, and environmental conditions especially stress conditions can increase this complexity.

    Keywords: Colonization Rate, Na+, K+ Ratio, Relative Water Content, Shoot Fresh Weight