SUPERVISOR
Hamid Reza Eshghizadeh Samani,Hasan Karemmojeni,Jamshid Razmjoo ghalaie
حمیدرضا عشقی زاده سامانی (استاد مشاور) حسن کریم مجنی (استاد راهنما) جمشید رزمجو (استاد راهنما)
STUDENT
Nazanin Poursakhi
نازنین پورسخی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1393
TITLE
Evaluation of quantitative and qualitative yield and effect of salt stress and salicylic acid application on growth and some physiological, biochemical and morphological attributes of chicory genotypes (Cichorium intybus L.)
This research was carried out as two separate field and pot studies during 2015 to 2017. The first study was performed in three sections. A two-year field experiment was conducted using a randomized complete block design with eight treatments (eight chicory genotypes collected from different areas in Iran including ‘Ardestan’, ‘Hamadan’, ‘Shiraz’, ‘Mazandaran’, ‘Sanandaj’, ‘Kashan’, ‘Yazd’ and ‘Mashhad’) and three replications .In section A, nutritional qualities, chemical compositions and yield of chicory genotypes were evaluated. Chicory genotypes showed significant differences for their nutritional qualities, chemical compositions and yield, thus selection of superior genotypes for measured traits is possible for direct cultivation or breeding program. Given the high crude protein, ash and non-fibrous carbohydrate contents, nitrogen, potassium, copper and zinc and low neutral detergent fiber and acid detergent fiber, Yazd was superior among tested genotypes while, Sanandaj produced the highest forage yield. In section B, nutritional quality and chemical compositions of chicory under different growth stages were evaluated. The stage of growth had significant influence on nutritional quality and chemical compositions of chicory. Crude protein, ash and non-fibrous carbohydrate contents, nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, copper, zinc and manganese were declined while ether extract, neutral detergent fiber and acid detergent fiber were increased with advance in maturity. Based on mineral contents and quality, rosette and 10% flowering stages are recommended for grazing and hay production in chicory, respectively. The results suggested that chicory may be used as alternative forage to legumes and grasses, however, some form of commercial protein supplements may be required to chicory-based rations or chicory should be grazed at rosette stage. In section C, genotype differences of chicory in relation to physiological, biochemical and morphological characteristics and yield were evaluated. Significant differences were observed between chicory genotypes in relation to physiological, biochemical and morphological characteristics and yield. Based on physiological traits, proline content had the highest negative correlation with seed and biological (dry herbage) yields. Based on biochemical traits, specific activity of ascorbate peroxidase had the highest positive correlation with seed and biological yields. Based on morphological traits and yield, biological yield had the highest positive correlation with seed yield. Based on higher seed and biological yields which are the result of the optimal sum of all the measured characteristics, Sanandaj was more suitable genotype among tested genotypes. In the second study, the effect of salinity stress and foliar application of salicylic acid on some physiological, biochemical and morphological traits, sodium concentration, potassium concentration, potassium to sodium ratio, shoot and root dry weights of chicory genotypes were evaluated in the pot experiment. The experiment was a three-factor factorial arranged in a randomized complete block design with three replications. The treatments were three salinity levels of irrigation water (control, 65 and 130 mM NaCl), three levels of salicylic acid foliar application (0, 0.5 and 1mM), and seven chicory genotypes collected from different areas in Iran (Ardestan, Hamadan, Shiraz, Mazandaran, Sanandaj, Kashan and Yazd). Salinity led to significant decrease in relative water content, membrane stability index, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, plant height, root length, potassium concentration, potassium to sodium ratio, shoot and root dry weights, and significant increase in prolin, malondialdehyde, specific activities of catalase, ascorbate peroxidase and peroxidase and sodium concentration. As well, the decrement or increment of the measured traits in salinity level of 130 mM was more than 65 mM. Foliar application of salicylic acid significantly ameliorated all measured traits and the greatest improvements were obtained in the highest concentration of salicylic acid. Among genotypes, Sanandaj had the highest relative water content, membrane stability index, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, catalase and ascorbate peroxidase specific activities, potassium concentration, potassium to sodium ratio, shoot and root dry weights, and the lowest malondialdehyde and sodium concentrations while Ardestan had the lowest relative water content, membrane stability index, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, proline, specific activities of catalase, ascorbate peroxidase and peroxidase, potassium concentration, potassium to sodium ratio, shoot and root dry weights and the highest malondialdehyde and sodium concentrations. Key Words: Chicory, Nutritional quality, Yield, Salinity stress, Salicylic acid
این پژوهش به صورت دو مطالعه جداگانه مزرعه ای و گلدانی طی سال های 1394 تا 1396 اجرا شد. مطالعه اول به صورت آزمایش مزرعه ای دو ساله در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار با استفاده از 8 ژنوتیپ کاسنی شامل اردستان، همدان، شیراز، مازندران، سنندج، کاشان، یزد و مشهد در سه بخش انجام گرفت. در بخش الف، کیفیت تغذیه ای، عناصر غذایی و عملکرد ژنوتیپ های کاسنی مورد ارزیابی قرار گرفت. تفاوت معنی داری بین ژنوتیپ های مختلف کاسنی از نظر کیفیت تغذیه ای، عناصر غذایی و عملکرد آن ها مشاهده شد. بنابراین انتخاب ژنوتیپ های برتر بر اساس صفات اندازه گیری شده برای کشت مستقیم یا برنامه های اصلاحی امکان پذیر است. بر اساس مقدار بالای پروتئین خام، خاکستر، کربوهیدرات های غیر فیبری، نیتروژن، پتاسیم، مس و روی و مقدار کمتر فیبر شوینده خنثی و فیبر شوینده اسیدی، ژنوتیپ یزد ژنوتیپ برتر در بین ژنوتیپ های مورد بررسی بود در حالی که ژنوتیپ سنندج بالاترین عملکرد علوفه خشک را داشت. در بخش ب، کیفیت تغذیه ای و عناصر غذایی کاسنی در مراحل مختلف رشد مورد ارزیابی قرار گرفت. مرحله رشد تأثیر معناداری بر کیفیت تغذیه ای و عناصر غذایی کاسنی داشت. مقدار پروتئین خام، خاکستر، کربوهیدرات های غیر فیبری، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، مس، روی و منگنز با پیشرفت در مراحل بلوغ کاهش یافت، در حالی که مقدار عصاره اتری، فیبر شوینده خنثی و فیبر شوینده اسیدی افزایش یافت. بر اساس کیفیت علوفه و مقدار عناصر غذایی، مرحله رزت برای چرا و مرحله 10 درصد گلدهی برای تولید علوفه خشک در کاسنی پیشنهاد می شود. نتایج نشان داد که کاسنی می تواند به عنوان علوفه جایگزین به جای لگوم ها و گراس ها استفاده شود، اما بعضی از انواع مکمل های پروتئینی تجاری نیاز است به جیره های مبتنی بر تولید علوفه خشک کاسنی افزوده گردد و یا کاسنی در مرحله رزت مورد چرا قرار گیرد. در بخش ج، ژنوتیپ های کاسنی از نظر صفات فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و مورفولوژیک و عملکرد مورد ارزیابی قرار گرفت. تفاوت معنی داری بین ژنوتیپ های کاسنی در ارتباط با صفات فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و مورفولوژیک و عملکرد مشاهده شد. بر اساس صفات فیزیولوژیک، غلظت پرولین دارای بیشترین همبستگی منفی با عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک بود. بر اساس صفات بیوشیمیایی، فعالیت ویژه آنزیم آسکوربات پراکسیداز دارای بیشترین همبستگی مثبت با عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک بود. بر اساس صفات مورفولوژیک و عملکرد، عملکرد دانه با عملکرد بیولوژیک بیشترین همبستگی مثبت را داشت. بر اساس بالاتر بودن عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک، سنندج ژنوتیپ مناسب تری در بین ژنوتیپ های مورد مطالعه بود. بنابراین، همبستگی بیشتر غلظت پرولین و فعالیت ویژه آنزیم آسکوربات پراکسیداز با عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک امکان استفاده در مطالعه دوم، اثر تنش شوری و محلول پاشی اسید سالیسیلیک بر صفات فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و مورفولوژیک، غلظت سدیم، غلظت پتاسیم، نسبت پتاسیم به سدیم، وزن خشک اندام هوایی و ریشه ژنوتیپ های کاسنی در کشت گلدان در فضای باز مورد ارزیابی قرار گرفت.آزمایش به صورت فاکتوریل سه عاملی در قالب طـرح بلوک هـای کامل تصـادفی با سه تکرار اجرا شـد. تیمـارهـا شامـل سه سطح محلول پاشی اسیـد سالیسیلیک (0، 5/0 و 1 میلی مولار)، سه سطح شوری آب آبیاری (شاهد، 65 و 130 میلی مولار) و هفت ژنوتیپ کاسنی جمع آوری شده از مناطق مختلف ایـران (اردستان، همدان، شیراز، مازندران، سنندج، کاشان و یزد) بود. شوری منجر به کاهش معنی دار محتوای نسبی آب برگ، شاخص پایداری غشا، غلظت کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئیدها، ارتفاع، طول ریشه، غلظت پتاسیم، نسبت پتاسیم به سدیم، وزن خشک اندام هوایی و ریشه و افزایش معنی دار غلظت پرولین و مالون دی آلدئید، فعالیت ویژه آنزیم های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز و غلظت سدیم شد. میزان افزایش یا کاهش صفات اندازه گیری شده در سطح شوری 130 میلی مولار بیش از 65 میلی مولار بود. محلول پاشی اسید سالیسیلیک منجر به افزایش معنی دار در محتوای نسبی آب برگ، شاخص پایداری غشا، غلظت کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئیدها و پرولین، فعالیت ویژه آنزیم های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز، ارتفاع، طول ریشه، غلظت پتاسیم، نسبت پتاسیم به سدیم، وزن خشک اندام هوایی و ریشه و کاهش معنی دار غلظت مالون دی آلدئید و سدیم شد. میزان افزایش یا کاهش صفات اندازه گیری شده در سطح 1 میلی مولار اسید سالیسیلیک بیش از سطح 5/0 میلی مولار بود. در بین ژنوتیپ ها، سنندج دارای بالاترین میزان محتوای نسبی آب برگ، شاخص پایداری غشا، غلظت کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئیدها و پرولین، فعالیت ویژه آنزیم های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، غلظت پتاسیم و نسبت پتاسیم به سدیم و کمترین غلظت مالون دی آلدئید و سدیم در حالی که ژنوتیپ اردستان دارای کمترین میزان محتوای نسبی آب برگ، شاخص پایداری غشا، غلظت کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئیدها و پرولین، فعالیت ویژه آنزیم های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز، غلظت پتاسیم، نسبت پتاسیم به سدیم، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، و بیشترین غلظت مالون دی آلدئید و سدیم بود. کلمات کلیدی: کاسنی، کیفیت تغدیه ای، عملکرد، تنش شوری، اسید سالیسیلیک