مدیریت بیابان

مدیریت بیابان

تأثیر تنش‌های محیطی بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و رویشی بذور سه گونه مرتعی قیچ، توت‌روباهی و علف‌شور در مناطق نیمه‌خشک استان کهگیلویه و بویراحمد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
محسن فرزین
وحید کریمیان
گروه جنگل، مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج، ایران.
10.22034/jdmal.2023.2006339.1423
چکیده
از مهمترین محدویت‌­های مناطق خشک و نیمه­‌خشک، وجود تنش­‌های غیرزنده محیطی از جمله خشکی و شوری است که رشد و نمو گیاهان را به ویژه در مرحله حساس جوانه‌­زنی تحت تأثیر قرار می‌­دهد. شناخت مقاومت به شوری و خشکی گیاهان برای مدیریت عرصه‌­های طبیعی در راستای پروژه‌­های احیای زیستی با اهمیت است. لذا پژوهش حاضر با هدف تأثیر تنش‌­های خشکی و شوری بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و رویشی سه گونه مرتعی بومی؛ قیچ (Zygophyllum eurypterum Boiss. & Buhse)، توت‌­روباهی (.Sanguisorba minor L ) و علف­‌شور (Salsola orientalis S. G. Gmelin =Salsola rigida) به منظور احیای پوشش گیاهی در مراتع نیمه‌­خشک جنوب استان کهگیلویه و بویراحمد انجام شد. نمونه‌­برداری از بذر گونه‌­های مذکور در زمان رسیدگی کامل آن‌ها در رویشگاه‌های مرتعی شهرستان گچساران انجام شد. تنش خشکی توسط پلی اتیلن گلایکول در شش سطح ­(0، 0.3-، 0.6-، 0.9-، 1.2- ، 1.5- MP) و تنش شوری با کلرید سدیم در شش سطح ­(0، 50، 100، 150، 200، 250 mM) در قالب طرح کاملا تصادفی  در محیط آزمایشگاهی مورد بررسی قرارگرفتند. قبل از انجام این آزمایش‌ها تیمارهای شکست خواب بذر انجام شد. مشخصه­‌های درصد و سرعت جوانه‌­زنی­، طول­‌های گیاهچه، ساقه­‌چه و ریشه­‌چه­ و همچنین شاخص بنیه بذر اندازه‌­گیری شد. نتایج نشان می‌­دهد که بین سطوح مختلف خشکی و شوری در تمامی صفت‌­های اندازه‌­گیری شده در گونه‌­های مورد بررسی تفاوت معنی­‌داری وجود دارد (0.01p<). بین گونه‌­های گیاهی و اثر متقابل خشکی-شوری و گونه اختلاف معنی‌­داری مشاهده شد. با افزایش روند خشکی به لحاظ درصد و سرعت جوانه‌­زنی و سایر صفات اندازه‌­گیری شده در هر سه گونه اختلاف معنی­‌داری وجود داشت، که در این شرایط بیشترین میزان صفات اندازه­‌گیری شده از جمله جوانه‌­زنی و شاخص بنیه بذر در گونه قیچ مشاهده شد. همچنین با افزایش شوری میزان جوانه‌­زنی هر سه گونه بطور معنی‌­داری کاهش پیدا کرد. نتایج نشان داد با افزایش شوری به­‌ترتیب بیشترین و کمترین جوانه‌­زنی در گیاه علف­‌شور و توت­‌روباهی اتفاق می­‌افتد. بطور کلی در بین گونه‌­های مورد بررسی می­‌توان مقاوم‌­ترین گونه به خشکی را گیاه قیچ و حساس­‌ترین را گونه توت­‌روباهی نام برد. در زمینه تأثیر شوری نیز می‌­توان بیان نمود، علف‌­شور بیشترین جوانه‌­زنی و توت‌­روباهی کمترین جوانه‌­زنی را در سطوح بالای شوری دارند­، لذا می‌­توان گیاه علف‌­شور را مقاوم‌­ترین گونه به تنش شوری نام برد .بر پایه نتایج دریافت شده، استفاده از گونه‌­های بررسی شده، برای کاربرد در پروژه‌­های بیولوژیک پیشنهاد می‌­شود.
کلیدواژه‌ها
خشکی
شوری
مراتع قشلاقی
احیاء مراتع
بیولوژیک
موضوعات
  1. Agarwal, PK., (1995). Techniques in seed (science and technology). New Delhi: South Asian Publishers.
  2. Alkharabsheh, H.M., Seleiman, M.F., Hewedy, O.A., Battaglia, M.L., Jalal, R.S., Alhammad, B.A., Schillaci, C., Ali, N., & Al-Doss, A. (2021). Field crop responses and management strategies to mitigate soil salinity in modern agriculture: a review. Agronomy 11(11), 1-22. DOI: org/10.3390/agronomy11112299
  3. Amoaghaei, R. (2014). The effect of some hormones and nitrogenous compounds on capacity, velocity and synchrony of germination of Zygophyllum atriplicoides seeds under salinity stress. Journal of Plant Research, 26(4), 465-475. DOI: 1001.1.23832592.1392.26.4.9.6 [In Persian]
  4. Andalibi, B., Mohammadi Azar, M., esmailpour, B., & shekari, F. (2021). Study on effects of salicylic acid and nanosilicon on some morphophysiological characteristics and essential oil of Lallemantia iberica (M.B.) Fisch. & C.A. Mey. under salinity stress. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 37(2), 364-380. DOI:  org/10.22092/ijmapr.2021.353581.2943 [In Persian]
  5. Angon, P.B., Mondal, Sh., Akter, Sh., Arif Sakil, M., & Abdul Jalil, M. (2023). Roles of CRISPR to mitigate drought and salinity stresses on plants. Plant Stress, 8, 1-10. DOI:org/10.1016/j.stress.2023.100169
  6. Arif, Y., Singh, P., Siddiqui, H., Bajguz, A., & Hayat, S, (2020). Salinity induced physiological and biochemical changes in plants: an omic approach towards salt stress tolerance. Plant Physiol. Biochem. 156, 64–77. DOI:  1016/j.plaphy.2020.08.042
  7. Aryal, J.P., Sapkota, T.B., Khurana, R., Khatri-Chhetri, A., Rahut, D.B., & Jat, M.L. (2020). Climate change and agriculture in South Asia: adaptation options in smallholder production systems. Environment, Development nd Sustainability. 22(6), 5045–5075. DOI: https://doi.org/10.1007/s10668-019-00414-4
  8. Billah, M., Aktar, S., Brestic, M., Zivcak, M., Khaldun, A.B.M., Uddin, M.S., Bagum, S.A., Yang, X., Skalicky, M., & Mehari, T.G. (2021). Progressive genomic approaches to explore drought-and salt-induced oxidative stress responses in plants under changing climate. Plants 10(9), 1-34. DOI: org/10.3390/plants10091910
  9. Boroumand Rezazadeh, Z., & Koocheki, A. (2005). Germination response of Ajowan, Fennel and Dill to osmotic potential of sodium chloride and polyethylene glycol 6000 in different temperature regimes. Iranian Journal of Field Crops Research, 3(6), 207-217. DOI: 22067/GSC.V3I2.1304 [In Persian]
  10. Corso, D., Delzon, S., Lamarque, L.J., Cochard, H., Torres-Ruiz, J.M., King, A., & Brodribb, T. (2020). Neither xylem collapse, cavitation, or changing leaf conductance drive stomatal closure in wheat. Plant, Cell Environment. 43 (4), 854–865. DOI: org/10.1111/pce.13722
  11. Debez, A., Ben Slimen, I.D., Bousselmi, S., Atia, A., Farhat, N., El Kahoui, S., & Abdelly, C. (2020). Comparative analysis of salt impact on sea barley from semi-arid habitats in Tunisia and cultivated barley with special emphasis on reserve mobilization and stress recovery aptitude. Plant Biosystems. 154 (4), 544–552. DOI: org/10.1080/11263504.2019.1651777
  12. Dodd G.L., & Donovan L.A. (1999). Water potential and ionic effects on germination and seedling growth of two cold desert shrubs. American Journal of Botany, 86, 1146-1153.
  13. Fenando, E.P., Boero, C., Gallardo, M., & Gonzalez, J. (2000). Effect of NaCl on germination, growth, and soluble sugar content in Chenopodium quinona Botanical. Bulletin of Academia Sinica, 41, 27-34.
  14. Gholamnia, A., Mosleh Arany, A., sodaeizadeh, H., Tarkesh Esfahani, S., & Ghasemi, S. (2021). The effects of salinity and heat stress on some physiological and vegetative characteristics of peppermint (Mentha piperita ) at different time intervals. Iranian Journal of Plant Biology, 13(2), 39-52. DOI: 10.22108/IJPB.2021.127818.1243 [In Persian]
  15. Hakimi Meibodi, M.H., & Sadeghinia, M. (2009). Range Plant Identification of Iran. Tehran: Academic Publishing Center. [In Persian]
  16. Hasegawa, P.M., Bressan, R.A., Zhu, J.K., & Bohnert, H.J. (2000). Plant cellular and molecular responses to high salinity. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 51, 463-499. DOI: 1146/annurev.arplant.51.1.463
  17. Heshmati, GH.A., & karimian, V. (2016). Comparing Ecological Functions of Northern and Southern landscapes of Darehkonari Khashab rangeland. Gachsaran County. Journal of Range and Watershed Management, 69(3), 575-585. DOI: org/10.22059/jrwm.2016.61499 [In Persian]
  18. Hussain, S., Shaukat, M., Ashraf, M., Zhu, C., Jin, Q., & Zhang, J. (2019). Salinity stress in arid and semi-arid climates: Effects and management in field crops. Climate Change and Agriculture. 13. DOI: 10.5772/intechopen.87982
  19. Isayenkov, S. V., & Maathuis, F. J. (2019) Plant salinity stress: many unanswered questions remain. Frontiers in Plant Science, 10: 1-11. DOI: 3389/fpls.2019.00080
  20. Jamil, M., Deog, B.L., Kwang, Y.J., Ashraf, M., Sheong, C.L., & Euishik, R. (2006). Effect of salt (NaCl) stress on germination and early seedling growth of four vegetables species. Journal of Arid Environments, 7(2), 273-281.
  21. Kafi, M., Barzoui, A., Salehi, M., Kamandi, A., Maesoumi, A. & Nabati, J., (2009). Physiology of environmental stresses in plants. Mashhad: Publications of Academic Jahad. [In Persian]
  22. Karimi, Gh., Heidari sharif abad, H., & Assareh, M. H. (2005). The Effects of salinity stress on seed germination, seedling growth and proline content in Atriplex verrucifera. Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 12(2), 419-432. DOI:22092/IJRFPBGR.2005.115400 [In Persian]
  23. Kocheki, A., & Soltani, A. (2001). Principles and operations of agriculture in arid area. Publication of Agricultural Education. [In Persian]
  24. Kumar, V., Joshi, S., Pant, N.C., Sangwan, P., Yadav, A.N., Saxena, A., & Singh, D. (2019). Molecular approaches for combating multiple abiotic stresses in crops of arid and semi-arid region. Molecular Approaches in Plant Biology and Environmental Challenges. Springer.
  25. Ma, Y., Dias, M.C., & Freitas, H. (2020). Drought and salinity stress responses and microbe-induced tolerance in plants. Frontiers in Plant Science. 11, 1-18. DOI: 3389/fpls.2020.591911
  26. Macar, T.K., Turan, O., & Ekmekci, Y. (2009). Effects of water deficit induced by PEG and NaCl on chickpea (Cicer arietinum) cultivars and lines at early seedling stages. Scientific Research, 22(1), 5-14.
  27. Maguirw, I.D. (1962). Speed of germination arid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crops Science, 2, 176-177. DOI: org/10.2135/cropsci1962
  28. Malhi, G.S., Kaur, M., & Kaushik, P. (2021). Impact of climate change on agriculture and its mitigation strategies: a review. Sustainability, 13 (3), 1318. 2-21.DOI: org/10.3390/su13031318
  29. Marchner, H., (1995). Mineral Nutrition of Higher Plants. Second reprint. Academic Press.
  30. Mass, E.V. (1986). Salt tolerant of plants. Agricultural Research,1, 12-26. DOI: 1061/9780784411698.ch13
  31. Michel, B. E., & Kaufman, R. (1973). The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiology, 51(5), 914-916. DOI:10.1104/pp.51.5.914
  32. Mousavi Kani, T., Kartoolinejad, D., Bahrami, Z., Zolfaghari, A.A., & Nikouee, E. (2022). The effect of mesoporous titanium dioxide nanoparticles on germination traits of black saxaul seeds (Haloxylon aphyllum) under drought stress. Iranian Journal of Seed Research, 9(1), 43-57. DOI: 52547/yujs.9.1.43 [In Persian]
  33. Nadali, H., Tadayyon, A., & Tadayyon, M.R. (2013). Effect of salinity on morphological and physiological characteristics of different ecotype of salad burent (Poterium sanguisorba) at the germination and vegetative stages. Desert Ecosystem Engineering Journal, 2(2), 25-36. [In Persian]
  34. Oraee, T., Shoor, M., Tehranifar, A., Nemati, H., & Oraee, A. (2022). Effect of soil modifiers on hollyhock plants (Alcea rosea ) under drought stress. Plant Process and Function, 11(47), 231-247. DOI: 20.1001.1.23222727.1401.11.47.12.1 [In Persian]
  35. Pandey, B. R., Burton, W. A., Salisbury, P. A., & Nicolas M. E. (2017). Comparison of osmotic adjustment, leaf proline concentration, canopy temperature and root depth for yield of Juncea canola under terminal drought. Journal Agronomy Crop Science, 203(5), 397-405. DOI: org/10.1111/jac.12207
  36. Passandideh, M., Rajaei, M., & Zeinalzadeh-Tabrizi, H. (2023). Effect of some plant growth biostimulants on increasing canola (Brassica napus ) tolerance to drought stress. Environmental Stresses in Crop Sciences, 15(4), 1023-1035. DOI: org/10.22077/escs.2021.4209.1988 [In Persian]
  37. Rafatpoor, Sh., & Shahriari, A. (2013). Effects of priming and sodium chloride on the germination and seedling growth of Zygophyllum atriplicoides. Journal of Desert Ecosystem Engineering, 2(2), 15-24. [In Persian]
  38. Sabzi, M., Naseri, H.R., Azarnivand, H., & Jafari, M. (2014). The effect of different salinity levels on germination and seed recovery of three range species of the Markazi Province (Salsola rigida, Kochia prostrata, Eurotia ceratoides). Journal of Seed research, 4(1), 66-75. [In Persian]
  39. Seleiman, M.F., Al-Suhaibani, N., Ali, N., Akmal, M., Alotaibi, M., Refay, Y., Dindaroglu, T., Abdul-Wajid, H.H., & Battaglia, M.L. (2021). Drought stress impacts on plants and different approaches to alleviate its adverse effects. Plants, 10 (2), 1-25. DOI: org/10.3390/plants10020259
  40. Shabala, L., Zhang, J., Pottosin, I., Bose, J., Zhu, M., Fuglsang, A.T., Velarde-Buendia, A., Massart, A., Hill, C.B., & Roessner, U. (2016). Cell-type-specific H+-ATPase activity in root tissues enables K+ retention and mediates acclimation of barley (Hordeum vulgare) to salinity stress. Plant Physiology. 172 (4), 2445–2458. DOI: org/10.1104/pp.16.01347
  41. Shahraki, A. S., Shahraki, J., & Monfared, S. A. H. (2021). An integrated model for economic assessment of environmental scenarios for dust stabilization and sustainable flora–fauna ecosystem in international Hamoun wetland. Environment, Development and Sustainability, 23, 947-967. DOI: 10.1007/s10668-020-00616-1
  42. Singh, S., Kumar, V., Chauhan, A., Datta, S., Wani, A.B., Singh, N., & Singh, J. (2018). Toxicity, degradation and analysis of the herbicide atrazine. Environmental Chemistry Letters. 16 (1), 211–237.DOI: org/10.1007/s10311-017-0665-8
  43. Takel, A. (2000). Seedling emergence and growth of sorghum genotypes under variable soil moisture deficit. Agronomy Journal, 48, 95-102. DOI: org/10.1556/AAgr.48.2000.1.10
  44. Teimouri, A., & Jafari, M. (2010). The effects of salinity stress on some of anatomical and morphological characteristics in three Salsola species: rigida, S. dendroides, S. richteri. Journal of Range and Desert Research, 17(1), 21-34. [In Persian]
  45. Tobe, K., Zhang, L., Qiu, G.Y., & Shimizu, H. (2001). Characteristics of seed germination in five non-halophytic Chinese desert shrub species. Journal of Arid Environment. 47, 191-201. DOI: org/10.1006/jare.2000.0689
  46. Zandalinas, S.I., Fritschi, F.B., & Mittler, R. (2021). Global warming, climate change, and environmental pollution: Recipe for a multifactorial stress combination disaster. Trends Plant Science. 26 (6), 588–599. DOI: org/10.1016/j.tplants.2021.02.011
  47. Zare, S., Tavili, A., Shahbazi, A., & Riyahi, A. (2010). The Effect of Different Salicylic Acid Concentrations on Improved Germination Characteristics of Sanguisorba minor Under Salt and Drought Stress. Journal of Range and Watershed Management, 63(1), 29-39. [In Persian]
  48. Zehtabian, G.H., & Javadi, M.R. (2003). The effect of drought stress on germination of three range species from Salsola Salsola richteri, S. rigida, S. dendroides. Desert, 8(1), 21-32. [In Persian]
مدیریت بیابان
دوره 11، شماره 2 - شماره پیاپی 26
6 مقاله
تابستان 1402
صفحه 17-34

  • تاریخ دریافت 14 تیر 1402
  • تاریخ بازنگری 28 مرداد 1402
  • تاریخ پذیرش 29 مرداد 1402