Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Mehdi Majedi,Mohammad Reza Mosaddeghi
محمد مهدی مجیدی (استاد مشاور) محمدرضا مصدقی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Bahareh Sadat Hosseini Ramsheh
بهاره السادات حسینی رامشه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Effect of Cultivated and Wild Barley Genotypes on Structural and Physical Quality Indicators of Rhizosphere Soil
Soil restrictions and water scarcity pose a major threat to agriculture to the extent that they lead to serious reduction in crop yield and food production. Therefore, it is critical to identify crops with an acceptable yield under low-input conditions, which are also tolerant to water shortage and could maintain good soil quality. Recently, a great deal of effort is being devoted to the management of rhizosphere , in order to maximize crop yield in intensive cultivation systems. Hence, this study was carried out in two parts (in drought stress and non-stressed/control conditions) in order to investigate the effect of cultivated and wild barley species on structural stability and quality indicators of the rhizosphere soil. In the first part (without drought stress), 41 barley genotypes from three groups of cultivated ( Vulgare ), Spontaneum and wild genotypes of Hordeum species, and in the second part (in drought stress condition), 10 barley genotypes ( Vulgare and Spontaneum groups) were studied. The results of first part indicated that water repellency and organic carbon content of the rhizosphere soil substantially varied among the barley genotypes, and due apparently to root exudates their values were greater in the rhizosphere of all genotypes compared to bulk soil. The rhizosphere organic carbon content was in the order of Vulgare Spontaneum Hordeum . Consequently, dispersible clay in the rhizosphere was lower than the bulk soil and its value (as an index of soil structural instability) was in the order of Vulgare Spontaneum Hordeum . Results of high energy moisture characteristic (HEMC) showed that about 34 percent of the barley genotypes improved the structure of rhizosphere soil, compared to the bulk soil. Grouping the genotypes based on the principal components analysis (PCA) indicated that five genotypes (mostly from Hordeum group) increased soil water repellency and structural stability (i.e., stability ratio, SR, and volume of drainable pores ratio, VDPR). Moreover, eight genotypes (mostly from Vulgare and Spontaneum groups) increased the soil water repellency and stability index due to an increment in organic carbon content. The results of cluster analysis showed that all the genotypes were categorized in three clusters in terms of their effects on soil structure: First cluster including 19 genotypes and also bulk soil was defined as the weakest cluster due to the least values of SR and VDPR; Second cluster comprising 11 genotypes with the highest values of SR, VDPR, water repellency and organic carbon content, was named as the best cluster in terms of the rhizosphere soil structural stability and quality. The remaining 11 genotypes were included in the third cluster which was intermediate in terms of soil structural stability and quality, though it was found to be closer to the second cluster. The results of second part showed that drought stress had different effects on the root exudates of barley genotypes and consequently on the physical conditions of the rhizospheric soil. In drought stress condition, the rhizospheric organic carbon in three Spontaneum and two Vulgare genotypes, the rhizospheric water repellency in two Spontaneum and one Vulgare genotypes, and the rhizospheric structural stability in four Vulgare and three Spontaneum genotypes were greater than those in non-stressed condition. With the drought stress, the rhizospheric dispersible clay in a majority of barley genotypes decreased. Overall, those genotypes with poor quality of rhizospheric soil in the non-stressed condition, improved the rhizospheric soil quality under drought stress condition. In addition, the increment in structural stability of rhizospheric soil under drought stress (relative to non-stressed condition) for Spontaneum genotypes was greater than for Vulgare genotypes. Considering the marginal soils characteristic to arid and semi-arid regions in iran, adopting barley genotypes capable of improving soil quality attributes along with producing an acceptable grain yield must be taken into account in future studies. Keywords: oil structural stability, Root.exudates, Drought stress, Vulgare and Spontaneum barley, Dispersible clay, Rhizosphere, High energy moisture characteristic curve.
محدودیت های خاک و بحران کمبود آب به شدت کشاورزی را تهدید کرده و موجب کاهش عملکرد گیاهان و تولید مواد غذایی می شود. بنابراین شناسایی محصولات زراعی که با نهاده های کم عملکرد قابل قبولی داشته، مقاوم به کمبود آب بوده و در عین حال حافظ کیفیت خاک باشند، مهم است. اخیراً بیش ترین تلاش به مدیریت ریزوسفر، به منظور بیشینه کردن عملکرد گیاهان در چهارچوب سیستم های کشت فشرده اختصاص یافته است. از این رو این پژوهش در دو بخش (شرایط تنش خشکی و بدون آن)، به منظور بررسی تأثیر گونه های زراعی و وحشی جو بر شاخص های پایداری ساختمان و کیفیت خاک ریزوسفر انجام شد. در مطالعه اول (بدون تنش خشکی)، خاک ریزوسفری 41 ژنوتیپ جو از سه گروه جو زراعی، اسپانتانئوم و وحشی و در مطالعه دوم (تنش خشکی)، خاک ریزوسفری 10 ژنوتیپ جو از دو گروه جو زراعی و اسپانتانئوم بررسی شد. در مطالعه اول آب گریزی و کربن آلی تنوع گسترده ای را در خاک ریزوسفری ژنوتیپ های مختلف جو نشان داد و در مورد همه ژنوتیپ ها، به دلیل ترشحات ریشه ای مقادیر این شاخص ها در خاک ریزوسفر بیش تر از توده خاک بود. میزان کربن آلی به ترتیب در ریزوسفر جو زراعی اسپانتانئوم وحشی دیده شد. از این رو در خاک تحت کشت این سه گونه جو رس قابل پراکنش ریزوسفر کم تر از توده خاک بود و این شاخص ناپایداری ساختمان خاک به ترتیب جو زراعی اسپانتانئوم وحشی بود. نتایج منحنی مشخصه رطوبتی پرانرژی (HEMC) نشان داد که حدود 34 درصد از ژنوتیپ های جو موجب بهبود معنی دار ساختمان خاک ریزوسفر نسبت به توده خاک شدند. نتایج گروه بندی ژنوتیپ ها به روش تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) نشان داد که پنج ژنوتیپ که عمدتاً از گروه جو وحشی هستند موجب افزایش آب گریزی و پایداری ساختمان خاک شامل نسبت پایداری و نسبت حجم منافذ قابل زهکشی (SR و VDPR) شدند. هم چنین هشت ژنوتیپ که اکثراً مربوط به گروه های جو زراعی و اسپانتانئوم هستند با تأثیرگذاری بیش تر بر میزان کربن آلی خاک،آب گریزی و شاخص پایداری خاک را افزایش دادند. نتایج خوشه بندی نشان داد که ژنوتیپ hy;های مورد بررسی از نظر تأثیرگذاری بر ساختمان خاک در سه خوشه قرار گرفتند: خوشه اول شامل 19 ژنوتیپ و هم چنین خاک شاهد (توده خاک) با کم ترین میزان SR و VDPR به عنوان ضعیف ترین خوشه و خوشه دوم شامل 11 ژنوتیپ با بیش ترین میزان SR، VDPR، شاخص آب گریزی و کربن آلی به عنوان بهترین خوشه از نظر پایداری ساختمان و کیفیت خاک در نظر گرفته شدند. خوشه سوم شامل 11 ژنوتیپ از نظر پایداری ساختمان و کیفیت خاک بین دو خوشه اول و دوم قرار گرفت ولی به خوشه دوم نزدیک تر بود. نتایج مطالعه دوم نشان داد که تنش خشکی آثار متفاوتی بر ترشحات ریشه ای ژنوتیپ های جو و در نتیجه شرایط فیزیکی خاک ریزوسفری دارد به گونه ای که در شرایط تنش خشکی، کربن آلی ریزوسفر در سه ژنوتیپ اسپانتانئوم و دو ژنوتیپ زراعی، آب گریزی ریزوسفر دو ژنوتیپ اسپانتانئوم و یک ژنوتیپ زراعی، و پایداری ساختمان ریزوسفر چهار ژنوتیپ زراعی و سه ژنوتیپ اسپانتانئوم نسبت به شرایط بدون تنش افزایش یافت. با اعمال تنش خشکی میزان رس قابل پراکنش در ریزوسفر اکثر ژنوتیپ های جو کاهش یافت. به طور کلی ژنوتیپ هایی که در شرایط بدون تنش از نظر کیفیت خاک ریزوسفر توانمند نبودند، در شرایط تنش خشکی موجب بهبود کیفیت خاک ریزوسفر شدند. هم چنین افزایش نسبی پایداری ساختمان خاک ریزوسفر ژنوتیپ های جو اسپانتانئوم در شرایط تنش خشکی نسبت به شرایط بدون تنش بیش تر از جو زراعی بود. با توجه به محدودیت های خاک های مناطق خشک و نیمه خشک ایران برای کشت، بخشی از پژوهش ها بایستی معطوف به پیداکردن ارقامی از جوکه علاوه بر عملکرد دانه مطلوب، شرایط بهینه برای کیفیت خاک نیز ایجاد می کنند، باشد. واژه های کلیدی: پایداری ساختمان خاک، ترشحات ریشه ای، تنش خشکی، جو زراعی و اسپانتانئوم، رس قابل پراکنش، ریزوسفر، منحنی مشخصه رطوبتی پرانرژی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی