اثر کاربرد شوک الکتریکی و هیدروپرایمینگ بذر بر افزایش بهره‌وری آب گندم تحت سطوح مختلف شوری

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تولیدات گیاهی و گیاهان دارویی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربت‌حیدریه

2 مدرس گروه برق دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربت‌حیدریه

3 مجتمع آموزش عالی میناب، دانشگاه هرمزگان

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: هرچند شواهد بیانگر افزایش شوری و کاهش منابع آب‌وخاک است اما تقاضای روزافزون به مواد غذایی به دلیل رشد شدید جمعیت و کمبود منابع آب با کیفیت مناسب، استفاده از آب‌‌های با کیفیت نامناسب و نامتعارف را اجتناب‌ناپذیر نموده است. شوری از طریق سمیت عناصر، اختلال در جـذب عناصـر و کـاهش پتانسیل آب بر رشد گیاهان زراعی تأثیر می‌گذارد. مراحل استقرار و جوانه‌زنی از حساس‌ترین مراحل رشد گیاه به شوری هستند و روش‌های متعددی جهت کاهش اثرات منفی شوری آب‌وخاک و افزایش یکنواختی سبز شدن و درنهایت عملکرد گیاهان وجود دارد. کاربرد شوک الکتریکی و هیدروپرایمینگ به ترتیب ازجمله روش‌های جدید و کاربردی افزایش مقاومت به شوری هستند. هرچند اطلاعات علمی کمی در مورد اثر شوک‌ الکتریکی بر جوانه‌زنی گیاهان وجود دارد اما پرایمینگ بذر یکی از روش‌های کاربردی و رایج کاهش اثرات منفی شوری اسـت این روش‌ها باعث القای مقاومت اولیه به تنش‌ شوری می‌گردند. بدین منظور آزمایشی با هدف بررسی اثر پرایمینگ و شوک الکتریکی بر جوانه‌زنی و برخی صفات اولیه رویشی گندم انجام شد.
مواد و روش‌ها: در شرایط آزمایشگاه آزمایش به‌صورت فاکتوریل سه عاملی در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در سه تکرار در سال 95 در آزمایشگاه تحقیقاتی گیاهان دارویی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربت‌حیدریه پیاده گردید. فاکتورها شامل پرایم بذور در دو سطح (عدم پرایم و پرایم با آب مقطر به مدت 48 ساعت)، شوک الکتریکی در دو سطح (عدم شوک و اعمال شوک الکتریکی با ولتاژ 20 کیلووات) و شوری در سه سطح (آب مقطر به عنوان شاهد، 200 و 400 میلی‌مولار) بود. آزمایش مزرعه‌ای به‌صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سال زراعی 96-1395 در سایت تحقیقاتی گیاهان دارویی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربت‌حیدریه انجام شد. تیمارهای تنش شوری به‌عنوان کرت اصلی و سطوح شوک و پیش تیمار به‌صورت فاکتوریل در کرت فرعی اعمال گردید. تیمارها مشابه با آزمایش جوانه‌زنی اعمال گردید. با توجه به اینکه آب مورداستفاده برای آبیاری مزرعه شوری حدود دو دسی‌زیمنس بر متر داشت به‌عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شد.
یافته‌‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد تأثیر پرایم بذور، القای شوک الکتریکی و شوری و اثر متقابل آن‌ها در سطح یک درصد در تمامی صفات موردمطالعه دارای تأثیر معنی‌داری بوده است. بررسی نتایج اثرات ساده سه عامل مستقل نشان داد پرایم بذور قبل از کشت باعث افزایش تمامی صفات جوانه‌زنی موردمطالعه (غیر از سرعت جوانه‌زنی) شده است. نتایج مزرعه‌ای نشان داد صفات موردمطالعه تحت تأثیر تیمارهای مختلف پرایم، شوک و شوری قرار گرفتند و پرایم بذور و اعمال شوک الکتریکی باعث افزایش معنی‌دار تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزاردانه، کلروفیل آ، ارتفاع بوته، عملکرد دانه و بیولوژیک و همچنین شاخص برداشت گندم گردیده و افزایش سطوح شوری باعث کاهش معنی‌دار صفات مذکور شد. میزان کاهش صفات موردمطالعه به دلیل افزایش سطوح شوری در شرایط عدم پرایم-عدم شوک نسبت به شرایط اعمال پرایم-القای شوک، بیشتر بود.
نتیجه‌گیری: کاربرد شوک الکتریکی و هیدروپرایمینگ می‌تواند در افزایش قدرت جوانه‌زنی و رشد اولیه گندم و درنتیجه افزایش توان رقابت با علف‌های هرز شده و به دنبال آن در شرایط مزرعه کاربرد شوک و پیش تیمار بذور باعث افزایش عملکرد و اجزای عملکرد گندم به‌ویژه در شرایط تنش شوری شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Electric Shock Application and Hydropriming on Increasing Wheat Water Productivity under Different Salinity Levels

نویسندگان [English]

  • Ahmad Ahmadian 1
  • Saeid Mehrjoo 2
  • Amir Salari 3
1 Department of Plant Production, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Torbat Heydarieh
2 Moderator Electrical Department, Faculty of Engineering and Engineering, University of Torbat Heydarieh
3 Minab higher education complex, Hormozgan university
چکیده [English]

Abstract
Background and Objective: Although evidence points to increased salinity and depletion of water and soil resources, increasing demand for food due to rapid population growth and a lack of good quality water resources has made use of inappropriate water quality inevitable. Salinity affects the germination and seedling growth of plants through the toxicity of the elements, disruption of the absorption of the elements and the reduction of water potential. The establishment and germination stages are the most sensitive stages of plant growth to salinity and there are several methods to reduce the negative effects of soil and water salinity and increase the uniformity of emergence and ultimately yield of plants. Application of electric shock and hydropriming, respectively, are new and practical methods to increase salinity. Although there is little scientific information on the effects of electric shock on seed germination, seed priming is one of the most commonly used methods to reduce the negative effects of salinity. These methods induce initial resistance to salt stress. For this purpose, an experiment was conducted to investigate the effect of priming and electric shocks on germination and some of the initial vegetative traits of wheat.
Materials and Methods: The experiment was carried out in a factorial experiment with three replications in two separate experiments in the year of 2017 at the research site of Medicinal plants of Faculty of Agriculture, Torbat-e-Heydarieh University. Factors consisted of seed primers in two levels (non-primer and primer with distilled water for 48 hours), electric shock at two levels (non-shock and electric shock with a voltage of 20 kW) and salinity with sodium chloride at three levels (zero, 200 and 400 mM), which was carried out in two separate experiments in germination in Petri dish and in field conditions.
Results: The results of analysis of variance showed that the effect of seed primer, induction of electric shock and salinity and their interaction at 1% level in all studied traits had a significant effect. The results of simple effects of three independent factors showed that the primitives of the seeds before cultivation increased all studied germination traits (other than germination speed). Field results indicated that traits were affected by different treatments of primer, shock and salinity. Seeds and application of electric shock caused a significant increase in the number of spikes per square meter, number of seeds per spike, 1000 seed weight, chlorophyll A, plant height, grain yield and biological yield, as well as harvest index of wheat. Increasing levels of salinity significantly reduced the traits it was mentioned. The decrease in traits was higher due to increased salinity levels in non-primer-non-shock conditions compared to primer-induced shock conditions.
Conclusion: The application of electric shock and hydropriming can significantly increase the seed germination and primary growth of wheat and so increase the competition power with weeds. In addition in farm conditions, electric shock and seed priming enhanced yield and its components , especially in salinity stress conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electric Shock
  • Water productivity
  • Wheat
1.Armin, M., and Ajamnorouzi, H. 2014. Seed priming effect on germination and heterotrophic growth of wheat seedlings under drought stress and salinity stress conditions. Iran. J. Seed Res. 4: 3. 52-60. (In Persian)
2.Aghbolaghi, M., and Sedghi, M. 2014. The effect of Halo- and Hydro-priming on germination characteristics of millet seeds under salinity stress. Cercetari agronomice in Moldova. 47: 2. 41-48.
3.Aladjadjiyan, A. 2010. Influence of stationary magnetic field on lentil seeds. INT Agrophys. 24: 321-324.
4.Ansari, O., Chogazardi, H., Sharifzadeh, F., and Nazarli, H. 2012. Seed reserve utilization and seedling growth of treated seeds of mountain rye (Secale montanum) as affected by drought stress. Cercetari Agronomice in Moldova. 45: 2. 43-48.
5.Daneshmandi, F., Arwin, M., Keramat, B., and Momeni, N. 2012. Effect of salinity and salicylic acid on seed germination and growth parameters of maize plants (Zea mays L.) under field conditions. J. Plant Proc. Func. 1: 1. 57-70. (In Persian)
6.Dhawi, F., Al-Khayri, J.M., and Hassan, E. 2009. Static magnetic field influence on elements composition in date palm (Phoenix dactylifera L.). Res. J. Agric. Biol. Sci. 5: 161-166.
7.Dolatabadian, A., Modarressanawi, A., and Eetamadi, F. 2008. Effect of salicylic acid pre-treatment on wheat seed germination (Triticum aestivum L.) under salinity stress conditions. Iran biology magazine. 21: 4. 692-702. (In Persian)
8.Ekiz, H., and Yilmaz, A. 2003. Determination of the salt tolerance of some barley genotypes and the characteristics affecting tolerance. Turk. J. Agric. For. 27: 253-260.
9.Fischer, G., Tausz, M., Kock, M., and Grill, D. 2004. Effects of weak 16 Hz magnetic fields on growth parameters of young sunflower and wheat seedlings. Bioelectromagnetics. 25: 638-641.
10.Ghaderifar, F., Akbarpour, V., Khawari, F., and Ehteshamnia, A. 2013. Determination of salinity tolerance threshold at germination stage in six medicinal plants. J. Plant Prod. Sci. 18: 4. 31-42. (In Persian)
11.Ghaderifar, F., Alimagham, M., Pouri, K., Ghorbani, M.H., and Khawari, F. 2014. Study of the effect of salinity on the emergence and yield of wheat primed. J. Appl. Physiol. 1: 3. 1-13.(In Persian)
12.Ghawami, F., Malbouei, M., Ghanadha, M., Yazadisamadi, B., Mozaffari, J., and Agaei, M. 2004. Investigation of reaction of Iranian wheat tolerant cultivars to salinity stress in germination and seedling stages. Iran Agric. Res.35: 2. 453-463. (In Persian)
13.Gholamnezadsoureh, S., and Nejatzadeh, F. 2016. Effect of Seed Hydroperimination on Germination and Seedling Growth of Parsley under Salt Stress. New J. Cellular Biotech – Molecular. 6: 24. 23-30. (In Persian)
14.Gholinezhad, E. 2011. Effect of salt stress on germination indices of wheat genotypes. Research Seed (Seed Science and Technology). 1: 1. 14-21. (In Persian)
15.Ghorbani, M.H., Soltani, A., and Amiri, S. 2007. Effect of Salinity and Seed Size on Germination and Wheat Seedling Growth. J. Agric. Nat. Resour. Sci.14: 6. 35-47. (In Persian)
16.Giri, G.S., and Schillinger, W.F. 2003. Seed priming winter wheat for germination, emergence and yield. Crop Sci. 43: 6. 2135-2141.
17.Grattan, S.R., Grieve, C.M., Poss, J.A., Robinson, P.H., Suarez, D.L., and Benes, S.E. 2004. Evaluation of salt-tolerant forages foe sequential water reuses systems. I. Biomasss production. Agric. Water Manage. 70: 109-120.
18.Hadi, M.R., Azamkhoshkholghsima, N., Khawarinezad, R.A., and Khayyamnekouei, S.M. 2008. Effect of elemental accumulation on salinity tolerance in seven genotypes of durum wheat. Iran biology magazine. 21: 2. 326-340.(In Persian)
19.Lin, C., and Kao, C.H. 1996. Proline accumulation is associated with inhibition of root growth of rice seedling caused by NaCl. J. Plant Sci. 114: 121-128.
20.Majd, A., Bahar, M., and Abdi, S. 2009. Study the effect of magnetics AC and DC on seed germination of rapseed (Brassica napus L.). Biology. 1: 1. 23-29.
21.Mehrabi, A.A., Yazdisamadi, B., Naghavi, M.R., Omidi, M., and Tavakolafshari, R. 2007. Abscisic acid and kinetin effects on seed germination and seedling early growth of wheat under salinity stress. Pajouhesh & Sazandegi. 77: 83-93. (In Persian)
22.Mohammadzadeh, A., Siadat, H., and Pazira, A. 2013. Effect of soil salinity and the performance of several bread wheat genotypes. Environ stress agronomic science. 6: 2. 97-110. (In Persian)
23.Rogers, M.E., and Nobel, C.C. 1991. On establishment and growth of blansa clover. Aust. Agr. Res. 42: 847-857.
24.Soleimani, F., Ahmadwand, G., and Saadatian, B. 2013. Seed priming effect on germination and seedling germination of cotton grass (Gossypium hirsutum L.) in salinity stress. Seed Sci Technol. 2: 3. 14-23. (In Persian)
25.Vasilevski, G. 2003. Perspectives of the application of biophysical methods in sustainable agriculture. Bulg. J. Plant Physiol. (Special Issue). 29: 3. 179-186.
26.Yapsania, T., Moustakas, M., and Domiandou, K. 1994. Protein Phasporylation dephosphorylation in alfalfa seeds germinating under salt stress. J. Plant Physiol. 143: 234-240.
27.Yousof, F., and El-Saidy, A.E. 2014. Application of salicylic acid to improve seed vigor and yield of some Bread Wheat cultivars (Triticum aestivum L.) Under Salinity Stress. Res. J. Seed Sci. 7: 2. 52-62.