ارزیابی ارقام جو حساس و متحمل به تنش شوری با استفاده از شاخص های تحمل در مناطق مرکزی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 استاد بازنشسته، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 دانشیار، بخش تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران

4 دانشیار، گروه زیست شناسی، دانشکده علوم دانشگاه یزد، یزد، ایران

5 استاد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

چکیده

چکیده:
سابقه و هدف: بی شک یکی از بزرگترین چالش‌های انسان در عصر حاضر تامین امنیت غذایی است و تنش شوری از عمده‌ترین موانع برای رسیدن به این هدف می‌باشد. در همین راستا این آزمایش با هدف انتخاب رقم متحمل به تنش شوری جو و شناسائی سازوکارهای تحمل در ارقام جدید و قدیمی جو انجام گردید.
مواد و روش‌ها: آزمایش در طی دو سال 97-1395 در منطقه میلشبار اردکان واقع در استان یزد انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل 9 رقم جو شش ردیفه شامل ارقام نیک، مهر، خاتم، ریحان، گوهران، نصرت، موروکو، افضل و فجر 30 بود که در سه سطح شوری آب آبیاری شامل 4، 10 و 14 دسی‌زیمنس بر متر بصورت طرح آزمایشی اسپلیت پلات مورد ارزیابی قرار گرفتند بطوریکه شوری آب به عنوان تیمار اصلی و ارقام به عنوان تیمار فرعی بصورت تصادفی جایگذاری شدند. صفات مورد بررسی شامل عملکرد و اجزای عملکرد بود. در مرحله رسیدگی از هر کرت آزمایشی چند بوته انتخاب گردید و سدیم و پتاسیم بوته اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: نتایج آزمایش نشان داد که تیمار شوری و رقم بر عملکرد و اجزای عملکرد از جمله تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبله در متر مربع، وزن هزار دانه تاثیر معنی‌داری داشت. تنش شوری باعث کاهش اجزای عملکرد دانه گردید و در بین ارقام مورد بررسی ارقام نیک، مهر، خاتم و ریحان دارای عملکرد و اجزای عملکرد بالاتری بودند. در بین تیمارهای شوری بالاترین عملکرد دانه در شوری 4 دسی‌زیمنس بر متر با 64/5770 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. با افزایش شوری به 10 و 14 دسی‌زیمنس بر متر، عملکرد دانه به ترتیب کاهش 04/18 و 55/27 درصدی داشت و به 29/4729 و 87/4180 کیلوگرم در هکتار رسید. در بین ارقام مورد بررسی بالاترین عملکرد دانه در رقم نیک با 7/5317 کیلوگرم در هکتار بدست آمد و ارقام مهر، خاتم و ریحان با این رقم اختلاف معنی‌داری نداشتند. کمترین تغییرات عملکرد دانه در شوری 10 دسی‌زیمنس بر متر در ارقام گوهران و مهر و در شوری 14 دسی‌زیمنس بر متر در ارقام مهر و افضل بدست آمد. بالاترین شاخص STI در شوری 10 نسبت به شوری 4 دسی‌زیمنس بر متر در رقم نیک و مهر به ترتیب به میزان 922/0 و 921/0 محاسبه گردید. بالاترین مقدار این شاخص در شوری 14 نسبت به 4 دسی‌زیمنس بر متر نیز در ارقام نیک و خاتم به ترتیب با 882/0 و 858/0 بدست آمد.
نتیجه‌گیری: با توجه به میزان سدیم و پتاسیم جذب شده توسط گیاه و نسبت K/Na به نظر می‌رسد که ارقام متحمل با سازوکار جذب بیشتر پتاسیم و دفع سدیم و تنظیم پتانسیل اسمزی سلول با تنش شوری مقابله می‌کنند. بطورکلی در بین ارقام مورد بررسی ارقام نیک، مهر و خاتم دارای شاخص‌های تحمل به تنش STI, MP, Tol بالاتری بودند و می‌توان از این ارقام برای کشت در اراضی شور منطقه و نیز برای دورگ گیری و برنامه‌های اصلاح نژاد استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of sensitive and tolerant cultivars of barley to salt stress using tolerance indices in central regions of Iran

نویسندگان [English]

  • Seyed Saeed Sahafi 1
  • Seyed Mohsen Moussavi Nik 2
  • Seyed Ali Tabatabaee 3
  • Seyed Kazem Sabbagh 4
  • Seyed ahmad Ghanbari 5
1 Department of Agriculture, Faculty of Agriculture, Zabol University pardis. iran
2 Retired faculty member of Zabol University-Iran
3 Seed and Plant Improvment Research Department, Yazd Agricultural and Natural Resources and Education Center, AREEO, Yazd, Iran.
4 Department of Biology, Faculty of Science, Yazd University. Iran
5 faculty member of zabol university. iran
چکیده [English]

Background and objectives: Undoubtedly, one of the biggest human challenges in the present age is food security, and salinity stress is one of the main obstacles to achieve this goal. In this regard, this experiment was conducted with the aim of selecting tolerance barley cultivar(s) to salinity stress and identifying tolerance mechanisms in new and old barley cultivars.
Materials and Methods: This experiment was carried out during the two years of 2016-17 in the Milshbar Ardakan region located in Yazd province. Experimental treatments included 9 six-rowed barley cultivars including Nik, Mehr, Khatam, Reyhan, Goharan, Nosrat, Morocco, Afzal and Fajr 30 cultivars in three levels of irrigation water salinity including 4, 10 and 14 dS/m were evaluated as a split plot experimental design so that water salinity as the main plots and cultivars as a sub-plots were randomly placed. The studied traits included yield and yield components. At the maturity stage, several plants were selected from each experimental plot and sodium and potassium were measured.
Results: The results showed that salinity and cultivar treatment had a significant effect on the yield and yield components including number of seeds per spike, number of spikes per square meter and 1000-kernel weight. Salinity stress reduced grain yield components and among the studied cultivars, Nik, Mehr, Khatam and Reyhan cultivars had higher yield and yield components. Among the salinity treatments, the highest grain yield was obtained at 4 dS/m with 5770.64 kg/ha. With increasing salinity to 10 and 14 dS/m, grain yield decreased by 18.04 and 27.55%, respectively, and reached to 4729.29 and 41.8080 kg/ha. Among the studied cultivars, the highest grain yield was obtained in Nik with 5317.7 kg/ha and Mehr, Khatam and Reyhan were not significantly different with this cultivar. In salinity of 10 dS/m, the lowest grain yield variation were obtained in Goharan and Mehr cultivars and in salinity of 14 dS/m it was in Mehr and Afzal cultivars. The highest STI index in salinity of 10 compared to 4 dS/m was calculated in Nik and Mehr cultivars with 0.922 and 0.921, respectively. The highest value of this index in salinity 14 compared to 4 dS/m was also obtained in Nik and Khatam cultivars with 0.882 and 0.858, respectively.
Conclusion: Considering the amount of sodium and potassium absorbed by the plant and the K/Na ratio, it seems that tolerant cultivars cope with salinity stress by the mechanism of potassium uptake and excretion of sodium and regulation of cell osmotic potential. In general, among the studied cultivars, Nik, Mehr and Khatam cultivars had higher stress tolerance indices of STI, MP, Tol and these cultivars can be used for cultivation in saline lands of the region as well as for hybridization and breeding programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Salinity stress
  • six-rowed barley
  • K/Na ratio
  • tolerance to stress

مراجع

  1. Abu-El-lail, F.F.B., Hamam, K.A., Kheiralla, K.A., and El-Hifny, M.Z. Salinity tolerance in 280 genotypes of two rows barley. Egypt. J. Plant Breed. 18: 2. 331-345.
  2. Allel, D., BenAmar, A., Badri, M., and Abdelly, C. 2019. Evaluation of salinity tolerance indices in North African barley accessions at reproductive stage. Czech J Genet Plant Breed. 55: 2. 61-69.
  3. Anagholi, A. 2015. Quantifying the main components of salt tolerance in some Iranian wheat cultivars. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Ph.D. in Crop Physiology. Gorgan University of Agriculture Sciences and Natural Resources. 185 p. (In Persian)
  4. Anagholi, A., and Galeshi, S. 2020. Strategies for crop salt stress tolerance improvement. Gorgan Univ. Agric. Sci. Nat. Resources 202 p. (In Persian)
  5. Anagholi, A., and Rahnema, A. 2007. Comparison of yield of several sorghum cultivars in saline areas of KRB. P. 76-81. In: H. Farahani, T. Oweis, H. Siadat, F. Abbasi, A. Bruggeman, J. Anthofer and F. Turkelboom (eds). Proceedings of the International Workshop on Improving Water Productivity and Livelihood Resilience in Karkheh River Basin. ICARDA. Karaj, Iran.
  6. Anagholi, A., and Tabatabaei, S.A. 2010. Determination of salinity tolerance threshold value of barley cultivars. Agricultural Research, Education and Extension Organization. National Salinity Research Center. Registration Number: 89/1712. (In Persian)
  7. Anagholi, A., and Tabatabaee, S.A. 2019. Salinity tolerance Indices of Barley, Cotton, Canola, and Forage Sorghum Cultivars. IR. J. Soil Res (Form soil water sci). 33: 1. 53-68. (In Persian)
  8. Araus, J.L., Slafer, G.A., Reynold, M.P., and Royo, C. 2004. Physiology of yield and adaptation in wheat and barley breeding. P. 1-49. In: A. Blum, H. Nguyen, (eds). Physiology and biotechnology integration for plant breeding. Marcel Dekker. New York.
  9. Ayers, A.D., Brown, J.W., and Wadleigh, L. Salt tolerance of barley and wheat in soil plots receiving several salinization regimes. Agron J. 44: 6. 307-310.
  10. Banaee, M.H., Moameni, A., BayBordi, M., and Malakouti, M.J. 2004. The Soils of Iran: New developments in identification, management and operation. Soil Water Ins. Sana Press. 500 p. (In Persian)
  11. Galeshi, S. 2015. The effect of environmental stresses on plant. Gorgan Uni. Agric. Sci Nat. Resourc Press. 386 p. (In Persian)
  12. Genc, Y., McDonald, G.K., and Tester, M. 2007. Reassessment of tissue Na+ concentration as a criterion for salinity tolerance in bread wheat. Plant Cell Environ. 30: 11. 1486-1498.
  13. Ghazvini, H., Nikkhah. H., Yousefi, A., Mahlouji, M., Ravari, Z., Sharifalhossaini, M., Morovati, Y., and Arazmjoo, M. 2016. Khatam, a new irrigated barley cultivar with wide adaptability in the saline marginal areas of temperateagro argo- climate zone of Iran. Res Achiev Field Hortic Crops. 5: 2. 119-132.
  14. Fernandez, G.C.J. 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. P. 257-270. In: C.G. Kuo (eds). Proceedings of the international symposium on adaptation of vegetables and other food crops in temperature and water stress. Tainan Press. Taiwan.
  15. Jamshidi, A., Javanmard, H.R., and Mahloji, M. 2015. Evaluation and comparison of commercial cultivars of barley to salinity stress. P.1-8. In: The First National Conference on New Achievements in Bio-Sciences and Agriculture. Civilika Press, Tehran. (In Persian)
  16. Krishnamurthy, L., Serraj, R., Hash, C.T., Dakheel, A.J., and Reddy, B.V.S. 2007. Screening sorghum genotypes for salinity tolerant biomass production. Euphytica. 156: 1-2. 15-24.
  17. Maas, E.V. 1990. Crop salt tolerance. P. 262-303. In: K.K. Tanji (eds). Agricultural salinity assessment and management. ASCE, Publication Press. New York
  18. Maas, E.V., and Hoffman, G.J. 1977. Crop salt tolerance-current assessment. J. Irri. Drain. Div. 103:1. 115-134.
  19. Maas, E.V., and Grattan, S.R. 1999. Crop yield as affected by salinity. P. 503-507. In: R.W. Skaggs and J. van Schilfgaarde (eds). Agriculture Drainage. Madison, Wisconsin, USA.
  20. Mano, Y., and Takeda, K. 1997. Mapping quantitative trait loci for salt tolerance at germination and the seedling stage in barley (Hordeum vulgare). Euphytica. 94: 3. 263-272.
  21. Moameni, A. 2011. Geographic distribution and salinity levels of soil resources of Iran. J. Soil Res. (Form soil water sci). 24: 3. 203-215. (In Persian)
  22. Moameni, A., Siadat, H., and Malakouti, M.J. 1999. The extent distribution and management of salt affected soils of Iran. FAO Global Network on Integrated Soil Management for Sustainable Use of Salt Affected Soils, Izmir Turkey.
  23. Moradmand, M., NaderiDarbaghshahi, M.R., Mahloji, M., and Rostami, A. 2009. Comparison of barley cultivars and elit lines under saline waters in Rodasht-Isfahan region. New Find. Agric. 4: 2. 179-191. (In Persian).
  24. Mostafa, E.A.H., El-Atroush, H., El-Ashry, Z.M., Mohamed, F.I., El-Khodary, S.E. and Osman, S.A. 2016. Genetic variation and agro-morphological criteria of ten Egyptian barley under salt stress. Int J. Chem. Technol. Res. 9: 7. 119-130.
  25. Munns, R., Hare, R.A., James, R.A., and Rebetzke, G.J. 2000. Genetic variation for improving the salt tolerance of durum wheat. J. Agric. Res. 51: 1. 69-74.
  26. Munns, R., and James, R.A. 2003. Screening methods for salinity tolerance: a case study with tetraploid wheat. Plant Soil. 253: 1. 201-218.
  27. Munns, R., James, R.A., and Lauchli, A. 2006. Approaches to increasing the salt tolerance of wheat and other cereals. J Exp Bot. 57: 5. 1025-1043.
  28. Munns, R., and Tester, M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annu. Rev. Plant Biol. 59: 1. 651-681.
  29. Nikkhah, H., Yousefi, A., Qazvini, H., Sorkhi, B., Jasemi, S.S., Patpoor, M., Taheri, M., Abdi, H., Saberi, H., Tajalli, H., Arazmjoo, M., Mahlooji, M., Sharif-Al-Hossaini, M., Attahosaini. S.M., Aghnoom, R., Niaziefard, A.Sh, Tabatabaie, S.A., Safari, S.A., and Mohammadi, S. 2018. Goharan, a new terminal drought tolerant barley cultivar with high water use productivity for cultivation in the moderate agro-climate zone of Iran. Res Achiev Field Hortic Crops. 7: 1. 83-95.
  30. Nikkhah, H., Tabatabaee, S.A., Yousefi, A., Ghazvini, H., Saberi, H., Tajali, H., Mahlooji, M., Binabaji, M.H., Aghnoum, R., Dehghan, M.A., Zakeri, A., and Safavi, S.A. 2018. Mehr, Barley cultivar tolerant to salt stress for cultivation in the temperate climate of the country. Res Achiev Field Hortic Crops. 7: 2. 235-249.
  31. Rajaie, M., Tahmasbi, S., and Attarzadeh, M. 2017. Evaluation of yield and salinity tolerance indices in productive barley lines under saline condition. Cereal Res. 7: 1. 143-153. (In Persian)
  32. Ranjbar, G.H., and Anagholi, A. 2018. Concepts of salt stress and plant response. Agricultural Education and Extension Press. Tehran. 148 p. (In Persian)
  33. Rosielle, A.A., and Hamblin, J. 1981.Theoretical aspect of selection for yield in stress and non-stress environment. Crop Sci. 21: 6. 943-946.
  34. Shamsi-Mahmodabadi, H., Majidi-Hervan, A., Normohamadi, G., Mirhoseini-Dehabadi, S.R., and Heidari-Sharifabad, H. 2009. Investigation of genetic diversity and evaluation of hulles barley genotypes to salinity stress. Plant Ecosyst. 18: 1. 44-59. (In Persian)
  35. Shannon, M.C. 1997. Adaptation of plants to salinity. Agron. 60: 2. 75-120.
  36. Tabatabaei, S.A., Kouchaki, A.R., and Molasadeghi, J. 2014. Evaluation of salinity tolerance of barley cultivars invitro and field conditions. Crop Physiol. J. 5: 20. 87-101. (In Persian)
مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 14، شماره 1
خرداد 1400
صفحه 103-122

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار