SUPERVISOR
محمدرضا وهابی (استاد راهنما) مصطفی ترکش اصفهانی (استاد مشاور) حسین زینلی (استاد مشاور) مهدی بصیری اصفهانی (استاد راهنما) مژگان سپهری (استاد مشاور)
STUDENT
Elham Ghehsareh ardestani
الهام قهساره اردستانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389
TITLE
Establishment ability assessment of Astragalus caragana Hohen, A. cyclophyllon G.Beck and A. podolobus Boiss. & Hohen in marginal drylands and degraded rangelands in central Zagross regoin, Iran
This study aimed to evaluate using Astragalus caragana , Astragalus cyclophyllon and Astragalus podolobus species for rehabilitation of rangelands in the central Zagros. Improper use of land increases erosion, loss of soil fertility and finally low income for landowners and farmers. Five separate experiments were conducted in this project. In the first stage, the potential distribution of mentioned Astragalus species were studied using the presence data and 22 environmental variables in Isfahan province using a maximum entropy method (Maxent). The results showed that most of the notable potential habitats for these species were expected in the south, west and south-west of the province . The model showed a good agreement with the actual distribution of these three species in natural habitats. In the second stage, methods and seasons of planting were studied in an experimental site in Fereydonshahr on Astragalus species and alfalfa (as control). Field experiment was conducted in a completely randomized design with factorial arrangement with Astragalus species and alfalfa in two planting seasons (fall and spring), as well as two planting methods (normal and pitting) in five replications. The experiment was carried out during growing season of 2012-2013 and 2013-2014 in Fereydonshahr study site. Astragalus podolobus was more suited to the climatic conditions of the study area than other species. Results of 2013-2014 planting showed that fall planting for A. cyclophyllon (both methods) and spring planting for A. caragana (pitting) and A. podolobus (normal) were more successful. In the third stage, the ability of nitrogen fixation of Astragalus species and alfalfa were evaluated in greenhouse where Bromus inermis was used as control. Five replications in a completly randomized design were used in this experiment. In order to identify the diazotrophic microsymbionts from the root nodules of these Astragalus species, partial 16S rDNA sequence analysis was used. The results showed that the N content of planted soil specially of M. sativa was significantly higher than that of control. The identified diazotrophic bacteria were Stenotrophomonas maltophilia , Hoeflea anabaenae , Mesorhizobium tianshanense and M. temperatum isolated from the roots of the plant species. In the fourth stage, effects of clipping (harvesting intensity and frequency) of Astragalus species and alfalfa on forage production was investigated. These species were grown in cylindrical pots (20 cm diameter and 100 cm height). Six months after estabilishment and growth, they were harvested at different levels of intensities and frequencyes. Results showed that in overall, alfalfa and A . caragana were tolerant to medium harvest intensity and frequency and A . cyclophyllon as well as A. podolobus were more sensitive to harvest intensity and frequency in the first growing season. In the fifth stage, a seed pletting experiment was conducted in to evaluate effects of delaying of seed emergence and increasing seedling establishment of these species. Delayed seedling emergence for preventing early frost during fall season is important for sensitive species such as alfalfa. Seeds were pelletd with Sepiolite a hydrophobic agent for this purpose. For decreasing emergence time in the spring planting, seeds were treated with hydrogel substance. This experiment was carried out in Isfahan university Technology campus open site. Results showed that between the studied species, pelleting Sepiolite on alfalfa seeds compared to control delayed emergence for a longer period than other species. In general this treatment is suitable for avoiding seedling from frost killing in the fall. The results demonstrated no significant difference between seeds treated with hydrogel compared to control. Key words : Maximum Entropy, Planting Time and Planting Methods, Nitrogen Fixation, Harvesting Intensity and Frequency, Pelleting.
پژوهش حاضر با هدف بررسی شیوه و امکان استقرار گونههای گون Astragalus caragana ، A. cyclophyllon و A. podolobus در دیمزارهای کم بازده زاگرس مرکزی برای جلوگیری از فرسایش و کاهش حاصلخیزی آن، کاهش هدر رفت آب و افزایش تولید علوفه با کیفیت بالا و در نهایت درآمد اقتصادی بیشتر برای بهرهبرداران و صاحبان اراضی در پنج مرحله جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله اول، به مطالعه مدلسازی آشیان اکولوژیک بالقوه اقلیمی گونههای گون مورد مطالعه با استفاده از دادههای حضور و 22 متغیر محیطی در استان اصفهان با روش حداکثر آنتروپی پرداخته شد. نتایج نشان داد که اکثر زیستگاههای بالقوه با پتانسیل خوب این سه گونه گون در جنوب، جنوبغربی و غرب مراتع استان اصفهان پیشبینی شده است که تطابق خوبی با توزیع واقعی این سه گونه نشان داد. در مرحله دوم، بعد از مکانیابی زیستگاههای بالقوه سه گونه هدف به بررسی تأثیر روش و زمان کاشت بر گونههای گون و یونجه در عرصه طبیعی پرداخته شده است. باید به این نکته اشاره نمود که گونه یونجه معمولی ( Medicago sativa ) در این پژوهش برای مقایسه با گونههای گون به عنوان کنترل آورده شده است. آزمایش عرصهای در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح پایه کاملاً تصادفی با گونههای گون و یونجه در دو تاریخ کاشت (پاییزه و بهاره)، دو روش کاشت (ساده و پیتینگ) در پنج تکرار در طی سالهای زراعی 92-1391 و 93-1392 در منطقه فریدونشهر مورد مطالعه قرار گرفت. گونه A. podolobus گونهای سازگارتر نسبت به سایر گونههای مورد مطالعه با توجه به شرایط آب و هوایی برای منطقه مورد نظر میباشد. با توجه به درصد استقرار در تابستان میتوان اظهار داشت که کاشت پاییزه گونه A. cyclophyllon و کاشت بهاره دو گونه A . caragana (کاشت پیتینگ) و A . podolobu s (کاشت ساده) موفقتر است. در مرحله سوم، به بررسی و مقایسه توانایی تثبیت نیتروژن گونههای گون و مقایسه آنها با یونجه معمولی جهت تأمین نیتروژن مورد نیاز برای گیاهان در شرایط گلخانه پرداخته شد. در این بخش از گونه برومگراس لطیف ( Bromus inermis ) به عنوان گونه شاهد استفاده شد. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 5 تکرار اجرا شد. همچنین برای شناسایی میکروهمزیستهای دیآزوتروف از گرههای ریشه گونههای گون از آنالیز توالی 16S rDNA جزئی استفاده شد. نتایج نشان داد مقدار نیتروژن خاکهای گلدانها به خصوص در گونه یونجه معمولی به طور معنیداری (در سطح احتمال 5 درصد) بالاتر از نمونه کنترل بود. در مجموع چهار گونه باکتری همزیست دیآزوتروفهای، Stenotrophomonas maltophilia ، Hoeflea anabaenae ، Mesorhizobium tianshanense و M. temperatum از ریشههای گونههای گون استخراج و شناسایی شدند. در مرحله چهارم، به بررسی آثار حذف اندامهای هوایی (شدت و تکرار برداشت) گونههای گون و یونجه معمولی بر روی تولید آنها به منظور شبیهسازی شرایط چرا پرداخته شد. گونههای مورد مطالعه در گلدانهای استوانهای به ارتفاع 100 و قطر 20 سانتیمتر در شرایط گلخانهکاشته شدند و در سطحهای مختلف شدت و تکرار مورد برداشت قرار گرفتند. به طور کلی نتایج نشان داد که گونههای یونجه معمولی و Astragalus caragana گونههای مقاوم به حذف شاخ و برگ و تکرار برداشت متوسط بودند ولی گونههای A. cyclophyllon و A. podolobus به شدت و تکرارهای برداشت حتی در سطح متوسط در اولین فصل رویش حساسیت نشان دادند. در مرحله پنجم، برای افزایش ماندگاری و استقرار بذور گونههای گون و یونجه در فصل پاییز به ارزیابی اثر تیمار تأخیر سبز شدن برای جلوگیری از سرمای زودرس در فصل پاییز بذرها با ماده آبگریز سپیولیت پلت شدند و همچنین ارزیابی اثر تسریع سبز شدن به علت عدم امکان عملیات کاشت قبل از گاو رو شدن زمین در فصل بهار و کمبود مقادیر بارندگی پس از این تاریخ، کاشت بذرها به همراه ماده جاذب رطوبت هیدروژل در دانشگاه صنعتی اصفهان در فضای باز به اجرا در آمد. نتایج نشان داد در بین گونههای مورد مطالعه گون و یونجه معمولی، تیمار پلت سپیولیت روی گونه یونجه معمولی زمان شروع سبز شدن نسبت به شاهد را به مدت طولانیتری در مقایسه با سایر گونهها در فاز عرصهای به تأخیر میاندازد و این ماده به عنوان ماده مناسب برای به تأخیر انداختن سبز شدن بذر این گونهها مناسب میباشد، ولی تیمار هیدروژل نسبت به شاهد در چهار گونه مورد مطالعه از لحاظ آماری باعث اختلاف معنیداری برای تسریع در زمان شروع سبز شدن نشد. کلمات کلیدی: مدل حداکثر آنتروپی، روش و زمان کاشت، تثبیت نیتروژن، شدت و تکرار برداشت، پلت کردن