SUPERVISOR
محمدرضا وهابی (استاد راهنما) عادل سی و سه مرده (استاد راهنما) فرزاد حسین پناهی (استاد مشاور) مهدی بصیری اصفهانی (استاد مشاور) حمیدرضا عشقی زاده سامانی (استاد مشاور)
STUDENT
Mahtab Gorgin Karaji
مهتاب گرگین کرجی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1390
TITLE
Seed germination pattern, seedling establishment and growth of three legume species : Onobrychis scrobiculata Boiss, Onobrychis subnitens Bornm and Vicia variabilis Grossh
The main objective of this research was toquantify and predict the time and seed germination pattern of Onobrychisscrobiculata, Onobrychis subnitens and Vicia variabilis species using thermal,hydrotime and hydrothermal time models. In addition, the habitat properties ofspecies, growth rate, viability and physiological response of species indifferent soil water potential and temperature were studied. The species, growth rate, survival and physiological response of specieswere studied in different states of soil water potential and temperature. Themost important physical and chemical characteristics of the soil as well asimportant plant characteristics were measured in the habitats of each species. For seed germination modeling, a completelyrandomized design with three factors (plant species, temperature and waterpotential) and four replications was used. In order to study the p h ysiological traits, the growth and survival of the species under theinfluence of drought stress and evaluation of their seedling survival indelayed culture of the collected seeds from the field were cultivated in thepot in a completely randomized design. Four irrigation treatments were carried outfor each autumn and spring season. In each pot, the percentage of growth(seedlings reached the surface of the soil) and at the end of the growingseason, the percentage of live plant (percentage of plants survived until theend of the growing season) was calculated. In order to study the growth under naturalconditions in the research station of University of Kurdistan, direct plantingwas carried out in a randomized complete block design in two autumn and springseasons and percentage growth and at the end of experiment the percentage oflive plant were calculated. The data from the experiments were analyzed usingthe ANOVA and Duncan's test. The results showed that the habitats of O.scrobiculata have an average rainfall of 388 mm, mean annual temperature of 12.4 ° C, andshallow soils with moderate soil texture, in the range of 1350-1620 melevation. This plant has 611 Kg/ha production and has a lot of coldresistance, but its resistance to drought is moderate. The base,optimum and maximum temperatures of seed germination were 5.5, 18.8–19.76 and38.14°C, respectively. The thermal time was 25.87 degree-days. O.subnitens with 1397 Kg/ha production growth in habitats which have 1720-1940 m elevation,354mm rainfall and 10.6 mean annual temperature in In relatively shallow soilswith heavy oil texture. O.subnitens is resistant to frost and drought and has a high germination percentage. Thermaltime required for 50% germination was 21.29 degree-days. The base, optimum, andmaximum temperatures were 1.23, 17.22 and 41.10°C, respectively. The habitat of V.variabilis with an average annual rainfall of 542 mm, the average annual temperatureof 12.5 ° C, has relatively high depth soils. Despite thegood frost resistance, it has little resistance to drought. The base, optimum, and maximum temperatures of V.variabilis seed germination were -1.2, 20 and 35.13°C, respectively. The thermal timerequired for 50% germination was 60.9 degree-days.The final result is that the O.subnitense have a higher percentage and rate of germination than the other twospecies, and, on the other hand, has the lowest hydrotime coefficient, so it ismore resistant to drought in the germination stage than the other two species. Due tothe fact that species with higher rate and germination percentage can be moreresistant to winter frost, it can be concluded that O.subnitense is one of the cold resistant anddrought tolerant species. Theresults of pots and field studies also confirm the higher percentage of growth,survival and production of O.subnitense. Accordingly, O.subnitense issusceptible in pastureimprovement programs in vegetative area and other habitats which are similar inecological conditions. Keywords: Sainfoin, Drought stress, Vetch,Modeling, Range
هدفاصلی این تحقیق کمی کردن و پیشبینی زمان و الگوی جوانهزنی بذر گونههای Onobrychis scrobiculata ، Onobrychis subnitens و Vicia variabilis با استفاده از مدلهای ترمالتایم، هیدروتایمو هیدروترمال تایم بود که ضمن آن ویژگیهای رویشگاهی گونهها، میزان رویش، زندهمانیو واکنش فیزیولوژیکی گونهها در وضعیتهای متفاوت پتانسیل آب خاک و دما موردمطالعه قرار گرفت. مهمترین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و همچنین شاخصهای مهمگیاهی در رویشگاه هر یک از گونهها اندازهگیری شد. برای مدلسازی جوانهزنی بذر،پژوهش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 فاکتور (گونه گیاهی، دما و پتانسیل آب) و در4 تکرار انجام شد. جهت بررسی صفات فیزیولوژیکی، میزان رشد و زندهمانی گونهها تحت تأثیرتنش خشکی و ارزیابی بقای گیاهچه آنها در کشت تأخیری بذرهای جمعآوری شده از عرصه،داخل گلدان در قالب طرح کاملاً تصادفی کشت گردید. چهار تیمار آبیاری برای هر فصلپاییز و بهار پیاده شد. در هر گلدان درصد رویش (گیاهچههای به سطح خاک رسیده) و درپایان فصل رشد، درصد زندهمانی (درصد گیاهان زنده مانده تا پایان فصل رویش) محاسبهشد. جهت مطالعه رشد در شرایط طبیعی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه کردستان، کاشتمستقیم در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در دو فصل پاییز و بهار اجرا شد و درصد رویشو در پایان آزمایش درصد زندهمانی محاسبه شد. دادههای حاصل از آزمایشها بااستفاده از آنالیز واریانس و مقایسه میانگینها با استفاده از آزمون دانکن موردتجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایجنشان داد گونه O.scrobiculata در رویشگاههایی با میانگین بارش mm388،متوسط دمای سالیانه °C 4/12و در خاکهای کم عمق با بافت متوسط در دامنه ارتفاعی 1620-1350 متر رویش دارد. اینگونه با تولید kg/ha611مقاوت به سرمای زیادی داشته اما مقاوت به خشکی آن متوسط است. دمای پایه، دمایبهینه و دمای بیشینه جوانهزنی آن به ترتیب 5/5، 7/19-8/18 و 38 درجه سانتیگرادبوده و بر اساس مدل ترمال تایم به 8/25 درجه روز حرارت برای جوانهزنی نیازمنداست. Onobrychis subnitense با مقدار تولید آن 1397 کیلوگرم در هکتاردر دامنه ارتفاعی 1720 تا1940، با بارشمتوسط mm354، متوسط دمای سالیانه °C 6/10و در خاکهای نسبتا عمق با بافت سنگین رویش دارد. این گونه در برابر سرما و خشکیمقاوم بوده و درصد جوانهزنی بالایی دارد. نیاز حرارتی بذر این گیاه برای جوانهزدن2/21 درجه روز حرارت، دمای پایه، دمای بهینه و دمای سقف به ترتیب 2/1، 2/17 و 1/41درجه سانتیگراد است. رویشگاه گونه V.variabilis با بارش متوسط سالیانه mm542، متوسطدمایسالیانه °C 5/12 دارای خاکهای نسبتا عمق با بافت سنگیناست. علیرغم مقاومت خوب این گونه نسبت به سرما در برابر خشکی مقاومت کمی دارد.بذرهای این گیاه به 9/60 درجه حرارت روز برای جوانهزدن نیاز دارند. دمایپایه، دمای بهینه و دمای سقف به ترتیب 2/1-، 20 و 1/35 درجه سانتیگراد است. نتیجهنهایی اینکه گونه O.subnitense نسبت به دو گونه دیگر دارایدرصد و سرعت جوانهزنی بیشتری بوده و از طرفی کمترین ضریب هیدروتایم را داراست،بنابراین در مرحله جوانهزنی در برابر خشکی مقاومتر از دو گونه دیگر است. از آنجاکه گونه هایی که سرعت و درصد جوانهزنیبالاتری دارند، در برابر سرمای زمستانه بهتر می توانند مقاومت کند میتوان نتیجهگرفت گونه O.subnitense جزو گونههای مقاوم به سرما است و در مواجهه باخشکسالی نیز بردبار میباشد. نتایج مطالعات گلدانی و مزرعه نیز مؤید درصد رویش،زندهمانی و مقدار تولید بالاتر گونه O.subnitense است. بر این اساس گونه O.subnitense مستعد برای مرتعکاری در برنامههای اصلاح مرتع در منطقه رویشی موردمطالعه و سایر رویشگاههای باشرایط اکولوژیک مشابه است. کلمات کلیدی:اسپرس، تنش خشکی، ماشک متنوع، مدلسازی، مرتع.