Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Reza Mosaddeghi,Aghafakhr Mirlohi
محمدرضا مصدقی (استاد راهنما) اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maryam Zare
مریم زارع

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Effect of cultivated and wild species of safflower on selected soil physical and chemical properties under water stress
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. Therefore, this study was carried out in soil columns to investigate the effect of cultivated and wild safflower genotypes and their selected generations on some soil physical and chemical properties [i.e., dispersible clay content, water repellency, structural stability indices of high energy moisture characteristic (HEMC), organic carbon content, percent of water stable aggregates, basal microbial respiration and total nitrogen] in soil columns under drought stress treatments in outdoor condition. Drought stress treatments were applied based on maximum allowable depletion (MAD) including mild stress (MAD of 50%), moderate stress (MAD of 70%) and severe stress (MAD of 90%). Nine safflower genotypes including one cultivated genotypes, two wild ones and six genotypes as their generations were used. Plant morphological, physiological and root characteristics were studied in the experimental treatments as well. The experiment was conducted in a factorial arrangement of treatments in completely randomized design with three replicates in hydro-flume. After eight months, the plants were harvested, and soils and roots were extracted for further analyses. The results showed that wild genotype Belong to the species of Carthamus oxyacanthus had the highest number of seeds per capitulum. The cultivated genotype C. tinctorius (C111) in the severe stress level had the lowest leaf water potential but genotypes of C. palestinus and F2cp had lower resistance to drought stress. Drought stress significantly increased the leaf proline content. The wild genotype C. oxyacanthus had the highest proline content. Greatest mean values of root surface area (i.e., 0.71 m 2 /m 3 soil) and root length density (i.e., 89.9 m/m 3 soil) were observed in this genotype as well. However, the lowest mean values of root surface area and length density (i.e., 0.45 m 2 /m 3 and 50.4 m/m 3 , respectively) were observed in genotype F4co. Dry weight of root was highest at the moderate stress level but decreased to its lowest value at the severe stress. The highest ratio of dry shoot weight to root weight was observed in the moderate stress. Mean comparisons of soil organic carbon content among the drought stress levels showed that the highest organic carbon content in the rhizosphere was measured in the moderate stress level presumably due to greater root exudates. The highest soil basal microbial respiration was measured in the moderate stress level. The water stress increased the soil carbohydrates so that they were significantly greater in the moderate and severe stress levels compared to the mild stress level. Genotype, drought stress and their interaction did not significantly affect the soil water repellency index and related parameters. Similarity of HEMC curves of fast and slow wetting conditions for the rhizosphere soil of wild genotype C. oxyacanthus was higher in the moderate stress condition compared to mild and severe stress levels. This finding indicated greater soil structural stability under the moderate stress level. Considering the marginal soils characteristic to arid and semi-arid regions in Iran, adopting safflower genotypes capable of improving soil quality attributes along with producing an acceptable grain yield must be taken into account in future studies; parent genotypes of safflower ( C. tinctorius , C. oxyacanthus and C. palestinus ) might be suitable in this regard based on the current study results. Keywords Soil structural stability, Root exudates, Drought stress, High energy moisture characteristic curve, Wild and cultivated safflower, Organic carbon.
شناسایی محصولات زراعی با نهاده‌های کم، عملکرد قابل قبول، مقاوم به کمبود آب بود و درعین حال حافظ کیفیت خاک باشند، مهم است. از این رو این پژوهش به منظور بررسی اثر گونه‌های اهلی و وحشی گلرنگ و نتاج حاصل از آنها بر برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک (رس قابل پراکنش، آب‌گریزی، شاخص های پایداری ساختمان به روش منحنی مشخصه رطوبتی پرانرژی (HEMC)، کربن آلی، درصد خاکدانه‌های پایدار در آب، تنفس میکروبی پایه و نیتروژن کل) تحت تیمارهای تنش خشکی در ستون‌های خاک و در فضای آزاد انجام شد. تیمارهای تنش خشکی بر اساس بیشینه تخلیه مجاز (MAD) شامل تنش خفیف (MAD برابر 50 درصد)، تنش متوسط (MAD برابر 70 درصد) و تنش شدید (MAD برابر 90 درصد) اعمال شدند. در این پژوهش نه ژنوتیپ گلرنگ از سه گروه شامل یک ژنوتیپ اهلی، دو ژنوتیپ وحشی و شش ژنوتیپ از نتاج حاصل از تلاقی آنها، مورد استفاده قرار گرفتند. همچنین صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و صفات ریشه‌ای گیاه در تیمارهای آزمایشی بررسی شد. بدین منظور، آزمایش در قالب طرح فاکتوریل کاملاً تصادفی با سه تکرار با کشت درون هیدروفلوم انجام شد. پس از گذشت هشت ماه، گیاهان برداشت شده و ریشه گیاه و خاک داخل ستون ها نیز برای اندازه گیری ها خارج شدند. نتایج نشان داد ژنوتیپ وحشی متعلق به گونه Carthamus oxyacanthus دارای بیش ترین تعداد دانه در غوزه بود. ژنوتیپ اهلی C. tinctorius (C111) در سطح تنش شدید کمترین مقدار پتانسیل آب برگ را داشت ولی ژنوتیپ‌های C. palestinus وF2cp مقاومت کمتری به تنش خشکی نشان دادند. تنش خشک? باعث افزا?ش معن?داری در مقدار پرول?ن برگ گردید. ژنوتیپ وحشی C. oxyacanthus دارای بیش ترین مقدار پرولین بود. این ژنوتیپ دارای بیش ترین مقادیر میانگین سطح ریشه (برابر 71/0 مترمربع بر مترمکعب خاک) و تراکم طول ریشه (برابر 9/89 متر بر مترمکعب خاک) بود. اما در ژنوتیپ F4co، کمترین مقدار طول و سطح ریشه به ترتیب با میانگین 45/0 متر مربع بر متر مکعب خاک و 4/50 متر بر متر مکعب خاک به دست آمد. در سطح تنش خشکی متوسط، وزن خشک ریشه بیش ترین مقدار را داشت ولی با تشدید تنش خشکی کمترین مقدار برای آن اندازه گیری شد. بیش ترین مقدار نسبت وزن خشک اندام هوایی به ریشه در تنش متوسط به دست آمد. مقایسه میانگین مقادیر کربن آلی خاک تحت سطوح تنش خشکی نشان می‌دهد که ریشه گیاه گلرنگ در سطح تنش متوسط میزان ترشح ترکیبات آلی بیش تری در خاک آزاد کرده و ریزوسفر بیش ترین میزان کربن آلی خاک را داشت. بیش ترین مقدار تنفس میکروبی پایه خاک در سطح تنش متوسط اندازه گیری شد. اعمال تنش خشکی موجب افزایش میزان کربوهیدرات‌ها در خاک شد به طوری که در شرایط تنش متوسط و شدید نسبت به تنش خفیف افزایش معنی‌داری یافت. ژنوتیپ‌ و تنش خشکی و اثر متقابل این دو تیمار تاثیر معنی‌داری بر شاخص آب‌گریزی خاک و پارامترهای وابسته به آن نداشتند. مشابهت دو منحنی HEMC در مرطوب‌شدن سریع و آهسته در خاک ریزوسفر ژنوتیپ وحشی C. oxyacanthus در شرایط تنش متوسط نسبت به تنش‌های خفیف و شدید بیشتر بود. این یافته حاکی از پایداری بیشتر ساختمان خاک ریزوسفری در شرایط تنش خشکی میانه بود. با توجه به محدودیت‌های خاک‌های مناطق خشک و نیمه خشک ایران برای کشت، بخشی از این پژوهش‌ها بایستی معطوف به پیدا کردن ارقامی از گلرنگ که علاوه بر عملکرد دانه مطلوب، شرایط بهینه برای کیفیت خاک ایجاد می‌کنند نیز باشد؛ بر اساس نتایج این پژوهش ژنوتیپ‌های والدینی گلرنگ ( C. tinctorius ، C. oxyacanthus و C. palestinus ) مناسب به نظر می رسند. واژه‌های کلیدی: پایداری ساختمان خاک، ترشحات ریشه‌ای، تنش خشکی، منحنی مشخصه رطوبتی پرانرژی، گلرنگ اهلی و وحشی، کربن آلی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی