Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Reza Eshghizadeh Samani,Morteza Zahedi,Hasan Karemmojeni,Parviz Ehsanzadeh
حمیدرضا عشقی زاده سامانی (استاد مشاور) مرتضی زاهدی (استاد مشاور) حسن کریم مجنی (استاد راهنما) پرویز احسان زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Samira Fatolahi
سمیرا فتح اللهی چالشتری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1394

TITLE

Nitrogen use and translocation efficiency, photoassimilates distribution and allelopathic functions of ancient wheats of different ploidy levels in response to nitrogen
The present study was conducted to evaluate nitrogen use and translocation efficiency, photoassimilates distribution and allelopathic functions of ancient wheats of different ploidy levels in response to nitrogen in the field, pot and laboratory experiments. A two-year field experiment (3-replicate factorial randomized complete block design) was conducted on five hulled tetraploid emmer wheat genotypes and one improved free-threshing durum along with a bread wheat. Moreover, a pot experiment (3-replicate factorial completely random design) was carried out on 12 genotypes encompassing wheats from all ploidy levels (i.e. di, tetra, and hexaploid) and the ancient hulled vs the improved durum and bread wheats during the 2016–2017 and 2017–2018 growing seasons. Nitrogen (N) fertilizer was applied to the examined wheats at the wide-ranging 0-75 (field experiment) and 0-120 (pot experiment) kg ha -1 N rates to achieve various N supplies/deficiencies.Interacting effect of wheat genotype × N and was statistically significant for all measured traits. Leaf chlorophyll and carotenoids concentrations of all wheat types were increased in response to N supply, but the extent of increases was smaller for the ancient emmer and spelt wheat types. Yield components (i.e. spikes/plant, seeds/spike, 1000-seeds weight), grain yield, DM, and harvest index of the standard durum and bread wheats tended to increase with increase in the N supply, but those of the ancient wheats were increased when exposed to the moderate N and decreased when grown in the presence of the high N supply. Photoassimilates translocation of the ancient emmer wheats was different from that of the standard durum and bread wheats in terms of modifications in response to N supply, resulting in smaller amounts of photoassimilates partitioned to the grains and, hence, lower harvest indices of the ancient wheats, in general, and in the presence of the high N supply, in particular. Though, the ancient wheats, in general, and emmer wheats, in particular, tended to indicate greater or comparable N uptake and utilization in comparison to improved durum and bread wheats, when exposed to N deprivation. In the laboratory experiment, wheat genotypes, which were treated with nitrogen fertilizer in the field experiment, were harvested at pollination stage (BBCH SCALE 65). The plant samples were dried in the shade and transferred to the laboratory for bioassay. The plant samples were milled and four concentrations of aqueous extract (2.5, 5, 7.5 and 10%) were prepared. Laboratory experiment (3-replicate factorial completely random design) consisted of two allelopathic experiments. In the first allelopathic experiment, the effect of nitrogen on the allelopathic capability of seven wheat genotypes on germination and seedling growth of radish ( Raphanus sativus L.) as a test plant was investigated. In the second allelopathic experiment, the effect of nitrogen on allelopathic properties of four wheat genotypes, selected from the first allelopathic experiment, on germination, seedling growth and photosynthetic pigments of wild barley ( Hordeum vulgare . spontaneum L.) was investigated. In both experiments biological screening of wheat genotypes demonstrated that all wheat genotypes suppressed the seedling growth of Raphanus sativus L. and Hordeum vulgare . spontaneum L. Modern hexaploid wheat genotype along with ancient tetraploid emmer wheat genotypes in all nitrogen fertilizer treatments possessed a high allelopathic capability. Allelopathic capability of the ancient emmer wheats was increased when exposed to the low and medium N supplies. However, the allelopathic capability of the standard durum and bread wheats was increased with increases in the N supply. High performance liquid chromatography diode array detection analysis of aqueous extractrevealed that these genotypes differed considerably in their ability to synthesis syringic acid. The total amount of polyphenolics and flavonoids compounds in shoot aqueous extract showed a significant positive correlation to the R. sativus and H. spontaneum growth suppression. These results suggest that the number of polyphenolics in general and syringic acid in particular might have contributed to the interfering ability of ancient tetraploids and modern hexaploid wheat genotypes. At the same time, results showed that ancient tetraploid emmer wheats may offer promising values for their unique allelochemicals content, denoting their application in sustainable crop production systems. Key words Ancient wheat, Dry matter translocation, N utilization; Allelopathy, Polyphenolics
مطالعه ی حاضر به منظور ارزیابی راندمان مصرف و انتقال نیتروژن، توزیع ماده ی خشک فتوسنتزی و اثرات دگرآسیبی گندم‌های قدیم دی، تترا و هگزاپلوئید در پاسخ به نیتروژن در سه آزمایش جداگانه ی مزرعه hy;ای، گلدانی و آزمایشگاهی طراحی و اجرا شد. آزمایش مزرعه ای به ‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو سال زراعی 1396-1395 و1397-1396 انجام شد. اثر چهار سطح کود نیتروژن (0، 25، 50 و 75 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص) بر هفت ژنوتیپ گندم شامل پنج ژنوتیپ گندم تتراپلوئید پوشینه دار (ایمر)، یک ژنوتیپ گندم هگزاپلوئید نان و یک ژنوتیپ گندم تتراپلوئید ماکارونی مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش گلدانی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در بازه ی زمانی پاییز 1396 تا تابستان 1397 طراحی و اجرا شد. در این آزمایش اثر چهار سطح کود نیتروژن (0، 40، 80 و 120 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص به ترتیب 0، 28/0، 56/0 و 84/0 گرم نیتروژن خالص در هر گلدان) بر 12 ژنوتیپ گندم مورد ارزیابی قرار گرفت. این ژنوتیپ ها شامل هفت ژنوتیپ گندم تتراپلوئید، چهار ژنوتیپ گندم هگزاپلوئید و یک ژنوتیپ گندم دیپلوئید بودند. اثر متقابل نیتروژن × ژنوتیپ برای تمامی صفات در آزمایش های مزرعه و گلدان در سطح احتمال 1% معنی دار گردید. غلظت کلروفیل و کارتنوئید در همه ی ژنوتیپ های مورد مطالعه با افزایش کاربرد کود نیتروژن افزایش یافت، اما میزان این افزایش در ژنوتیپ های تتراپلوئید پوشینه دار (ایمر) و هگزاپلوئید پوشینه دار (اسپلت) کمتر بود. اجزای عملکرد دانه (تعداد سنبله در گیاه، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه)، عملکرد دانه، عملکرد ماده ی خشک و شاخص برداشت گندم های اصلاح شده ی ماکارونی و نان با افزایش کاربرد نیتروژن افزایش یافتند. اما در گندم های قدیمی و پوشینه دار این افزایش غالباً تا سطح متوسط نیتروژن مشاهده شد. انتقال مجدد ماده ی خشک گندم های ایمر در پاسخ به کاربرد کود نیتروژن متفاوت از گندم های اصلاح شده ی ماکارونی و نان بود. کمترین میزان انتقال مجدد ماده ی خشک به دانه و کمترین شاخص برداشت در گندم های قدیمی و پوشینه دار و در سطح بالای کاربرد کود نیتروژن به دست آمد. گندم های قدیمی به ویژه گندم های تتراپلوئید پوشینه دار (ایمر) در شرایط کمبود نیتروژن جذب و استفاده از نیتروژن بیشتر یا برابر با گندم های اصلاح شده ی ماکارونی و نان داشتند. آزمایش آزمایشگاهی شامل دو آزمایش آللوپاتی بوده که به منظور بررسی تاثیر نیتروژن بر خاصیت آللوپاتی ژنوتیپ های مختلف گندم بر جوانه زنی و رشد گیاهچه ی تربچه و جو وحشی انجام شد. این آزمایش ها به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در پتری دیش و در اتاقک رشد انجام شدند. برای اجرای آزمایش آللوپاتی از ژنوتیپ های بکار رفته در آزمایش مزرعه که تحت تیمار کود نیتروژن قرار گرفته بودند، استفاده شد. در مرحله ی گلدهی، نمونه هایی از کل اندام هوایی ژنوتیپ های به کار رفته درآزمایش مزرعه برداشت شد. این نمونه ها در سایه خشک شده و برای سنجش زیستی به آزمایشگاه منتقل شدند. نمونه های گیاهی آسیاب شده و چهار غلظت عصاره ی آبی (5/2، 5، 5/7 و 10 درصد) از آنها تهیه شد. در آزمایش اول آللوپاتی، تاثیر نیتروژن بر خاصیت آللوپاتی هفت ژنوتیپ گندم بر جوانه زنی و رشد گیاهچه ی تربچه، به عنوان یک گیاه محک، بررسی شد. آزمایش دوم آللوپاتی به منظورتاثیر نیتروژن بر خاصیت آللوپاتی چهار ژنوتیپ انتخاب شده از آزمایش اول بر جوانه زنی و رشد گیاهچه ی جو وحشی به عنوان یکی از علف های هرز مهم غیرقابل کنترل با روش های شیمیایی مزارع گندم حال حاضر کشور، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این مطالعات نشان داد که تمامی ژنوتیپ های گندم مورد استفاده در این آزمایش از رشد گیاهچه های تربچه وجو وحشی جلوگیری کردند، اما در این میان، گندم هگزاپلوئید نان (روشن) در سطح بالای کود نیتروژن به همراه گندم های تتراپلوئید پوشینه دار جونقان و سینگرد (به ترتیب در سطح پایین و متوسط کاربرد کود نیتروژن) بیشترین اثر بازداری را بر جوانه زنی و رشد گیاهچه ی تربچه و جوانه زنی، رشد و غلظت رنگدانه های فتوسنتزی گیاهچه ی جو وحشی داشتند. بررسی محتوای کل ترکیبات فنولیک در این گندم ها نشان داد که رقم روشن و ژنوتیپ های جونقان و سینگرد دارای بیشترین محتوای کل ترکیبات فنولیک بودند. از این نتایج می توان چنین استنباط کرد که خاصیت آللوپاتی در این گندم ها با محتوای کل ترکیبات فنولی رابطه ی مستقیمی دارد. ترکیبات آللوپاتی در گندم علاوه بر گیاهان حساس (تربچه) بر گیاهان متحمل و علف های هرز (جو وحشی) نیز خاصیت بازدارندگی دارند و شاید بتوان در شرایط واقعی مزرعه نیز از این پتانسیل برای کنترل علف های هرز استفاده کرد. با مقایسه ی بین ژنوتیپ های گندم در این مطالعه به نظر می رسد در بین گندم های اصلاح شده نان و ماکارونی، گندم هگزاپلوئید نان بر گندم تتراپلوئید ماکارونی برتری داشته باشد. از این مطالعه چنین استنباط می شود که گندم های تتراپلوئید قدیمی نیز خاصیت آللوپاتی بالائی دارند. واژه های کلیدی: گندم های قدیمی، انتقال مجدد ماده ی خشک، استفاده از نیتروژن، آللوپاتی، ترکیبات فنولیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی