SUPERVISOR
منصور منتظری (استاد مشاور) جمشید رزمجو (استاد راهنما) بهرام شریف نبی (استاد راهنما) رضا قربانی (استاد مشاور) حسن کریم مجنی (استاد مشاور)
STUDENT
Marzieh Sabagh nekonam
مرضیه صباغ نکونام
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1386
TITLE
Evaluation of Pathogenic Fungi and Allelopathic Plants on the Control of Pigweed(Amaranthus retroflexus) and Field Bindweed(Convolvulus arvensis)
Increasing demands to reduce harmful environmental effects from the overuse of various herbicides has encouraged the development of weed management systems, which are dependent on ecological approaches rather than agrochemicals. Four studies have been carried out to biocontrol and manage of tow weeds, field bindweed ( Convolvulus arvensis L . ) and red-root pigweed ( Amaranthus retroflexus L.) by pathogenic fungi and allelopathy. First study was done to find the most effective fungi against C. arvensis and A. retroflexus. One fungus, Alternaria sp., was isolated from A. retroflexus which had very low mortality in it. But fungi were isolated from C. arvensis including Alternaria sp., Cladosporium sp., Fusarium compactum , Chaetomium globosum , Phaeoacremonium sp . had high mortality in field bindweed. The highest levels of plant mortality were obtained from treatment of Alternaria sp. (Isolate AI 3 ). These fungi have not pathogenic effects in evaluated crops including Glycine max, Lycopersicon lycopersicum, Carthamus tinctorius, Solanum tuberosum , Beta vulgaris , Triticum aestivum , Hordeum vulgare, Zea mays . This experiment confirms the potentiality of Alternaria sp. as a mycoherbicide for C. arvensis . Second study has been carried out to bioassay phytotoxic effects of 6 plant extracts including Crocus sativus , Ricinus communis , Nicotiana tabacum , Datura inoxia , Nerium oleander and Sorghum vulgare on germination, seedling growth and seedling antioxidant enzyme activities (Catalase (CAT), Guaicol peroxidase (GPX) and Ascorbate peroxidase (APX)) of field bindweed. Aqueous extracts were used at four concentrations including 2.5, 5.0, 7.5 and 10 gL -1 . Extracts of R.communis , N.tabacum , D.inoxia and S. vulgar showed the most inhibitive effect on germination and seedling growth of field bindweed, while the rest extracts ( C. sativus and N. oleander ) had the least effect. C.sativus , N.tabacum and N. oleander extracts increased CAT activity but other extracts reduced its activity in seedlings. Furthermore, all extracts increased GPX and APX activities which might be the reaction of field bindweed to reduce toxic effect of phytotoxins. The results of this experiment showed that extracts of R.communis , N. tabacum , D. inoxia and S. vulgar could be used as pre emergence herbicide. Third study was conducted to examine the allelopathic potential of C. sativus, R. communis , N. tabacum , D. inoxia , N. oleander and S. vulgar on growth of C. arvensis in pot experiment. The effects of 10 gL -1 aqueous extract and 0, 1, 2 and 4 t ha -1 powders of all the tested species were used in two separated pot experiments to determined their allelophatic potentials on plant height, dry weight, number of survivor plant, leaf area, chlorophylls (a, b and total) and carotenoid contents of field bindweed. Results showed that aqueous extracts of R. cummunis , N. tabacum , D. inoxia and S. vulgar significantly (p 0.05) inhibited germination and seedlings growth of field bindweed and the effects were concentration specific; as the concentration of extracts increased the allelopathic effects were more pronounced. Application of 10 g L -1 aqueous extracts of all tested species significantly (p 0.05) reduced all of measured traits, but their effects depended on the species type. Besides, all of the powder treatments influenced the measured parameters including dry weight, height, leaf area as well as chlorophyll and carotenoid contents. The results demonstrated that both aqueous extracts and powders of tested species could be used as post emergence bioherbicides against C. arvensis . In greenhouse experiment extracts (only 10 gL -1 concentration was used) and powders of these plants also showed significant inhibitory effect on red-root pigweed dry weight, height, leaf area, number of survivor plant and amount of chlorophyll. In application of powders the inhibitory effect was dosage dependent and the higher concentration had the strongest inhibitory effect. According to the results, it can be concluded that powders and extracts of the tested species have the herbicidal potential against red-root pigweed and could be used as natural herbicides and mulches.
نیاز به کاهش اثرات مضر زیست محیطی حاصل از علفکش های مختلف، باعث شده است که سیستم های مدیریتی جدیدی برای کنترل علف های هرز تعریف گردد که به جای مواد شیمیایی کشاورزی، مبنای اکولوژیکی دارند. در راستای این هدف چهار مطالعه برای کنترل بیولوژیکی و مدیریت دو علف هرز پیچک صحرایی ( Convolvulus arvensis L.) و تاج خروس ( Amaranthus retroflexus L.) توسط قارچ ها و آللوپاتی اجرا گردید. اولین مطالعه شامل جمع آوری و شناسایی قارچ های بیمارگر این دو علف هرز و پیدا کردن بهترین قارچ به عنوان عامل کنترل بیولوژیک بود. یک قارچ از جنس Alternaria sp. با دو ایزوله از علف هرز تاج خروس جدا گردیدند که پتانسیل بیماریزایی بسیار پایینی داشتند. اما از علف هرز پیچک صحرایی 5 قارچ شامل Alternaria sp. (هفت جدایه)، Cladosporium sp. (دو جدایه)، Fusarium compactum ، Chaetomium globosum و Phaeoacremonium sp . جدا گردیدند که قدرت بیماریزایی بالایی روی این علف هرز داشتند. بالاترین درصد کشندگی علف هرز مربوط به قارچ Alternaria sp. ایزوله AI 3 بود. این قارچ ها روی گیاهان زراعی (سویا Glycine max ، گوجه فرنگی Lycopersicon lycopersicum ، گلرنگ Carthamus tinctorius ، سیب زمینی Solanum tuberosum ، چغندرقند Beta vulgaris ، گندم Triticum aestivum ، جو Hordeum vulgare و ذرت Zea mays ) علایم بیماری نشان ندادند. این آزمایش نشان داد که ایزوله AI 3 پتانسیل استفاده به عنوان علفکش قارچی برای پیچک را دارد. دومین مطالعه شامل زیست سنجی شش گونه گیاه آللوپاتیک (زعفران Crocus sativus ، کرچک Ricinus communis ، توتون Nicotiana tabacum ، تاتوره Datura inoxia ، خرزهره Nerium oleander ، و سورگوم Sorghum vulgar ) بر جوانه زنی، رشد گیاهچه و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی (کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز) گیاهچه پیچک صحرایی بود. عصاره آبی گیاهان مذکور در چهار غلظت 5/2، 5، 5/7 و 10 گرم بر لیتر استفاده شدند و برای شاهد از آب مقطر استفاده شد. عصاره همه گیاهان نسبت به شاهد، بر جوانه زنی و رشد گیاهچه پیچک اثر بازدارنده داشتند اما عصاره های کرچک، توتون، تاتوره و سورگوم بیشترین تأثیر و عصاره های زعفران و خرزهره کمترین تأثیر را داشتند. فعالیت آنزیم کاتالاز در دو تیمار عصاره زعفران و خرزهره نسبت به شاهد افزایش نشان داد اما سایر تیمارها فعالیت آنزیمی کمتری نسبت به شاهد داشتند. در مورد دو آنزیم پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در همه تیمارها نسبت به شاهد افزایش فعالیت آنزیمی مشاهده شد که عکس العمل گیاهچه پیچک در برابر تنش آللوپاتیک بود. با توجه به نتایج این آزمایش می توان گفت عصاره های کرچک، توتون، تاتوره و سورگوم می توانند به عنوان علفکش های پیش رویشی استفاده کرد. سومین آزمایش به منظور بررسی پتانسیل آللوپاتیک عصاره و پودر گیاهان زعفران، کرچک، توتون، تاتوره، خرزهره و سورگوم بر رشد گیاه پیچک صحرایی در شرایط گلخانه صورت گرفت. تأثیر عصاره ها در غلظت 10 گرم بر لیتر و پودر گیاهان در مقادیر 1، 2 و 4 تن در هکتار بر ارتفاع، وزن خشک، درصد زنده ماندن، سطح برگ، کلروفیل (a، b و کل) و میزان کاروتنوئیدهای گیاه پیچک صحرایی بررسی شدند. اسپری عصاره ها بر علف هرز باعث کاهش در تمام صفات مورد بررسی نسبت به شاهد گردید که این تأثیر بستگی به گونه ها داشت و گیاهان آللوپاتیک از لحاظ تأثیر بر رشد علف هرز با هم متفاوت بودند. کاربرد پودر گیاهان نیز به عنوان مالچ بر تمام صفات تأثیر معنی داری داشتند که تفاوت بین گونه ها هم معنی دار بود و با افزایش غلظت پودر کاهش بیشتری در صفات مورد بررسی مشاهده شد. چهارمین مطالعه بررسی تأثیر عصاره گیاهان آللوپاتیک زعفران، کرچک، توتون، تاتوره، خرزهره و سورگوم بر جوانه زنی و رشد گیاهچه در چهار غلظت(5/2، 5، 5/7 و 10 گرم بر لیتر) و همچنین تأثیر عصاره ها در غلظت 10 گرم بر لیتر و پودر گیاهان در مقادیر 1، 2 و 4 تن در هکتار بر ارتفاع، وزن خشک، درصد زنده ماندن، سطح برگ، کلروفیل (a، b و کل) و میزان کاروتنوئیدهای گیاه تاج خروس بودند. همه عصاره گیاهان تأثیر بازدارنده بر جوانه زنی تاج خروس داشتند که این تأثیر وابسته به غلظت و افزایشی بود. عصاره کرچک، توتون و تاتوره بیشترین بازدارندگی را داشتند. در شرایط گلخانه نیز هم عصاره ها و هم پودر گیاهان بر رشد علف هرز تاج خروس تأثیر بازدارنده داشتند و صفات مورد بررسی را کاهش دادند. با افزایش غلظت پودرها تأثیر بازدارندگی بر رشد علف هرز بیشتر شد به طوری که بالاترین میزان پودر بیشترین تأثیر را بر رشد تاج خروس داشت. نتایج این آزمایش نشان داد که هم عصاره و هم پودر این گیاهان پتانسیل آللوپاتیک داشته و می توانند در کنترل تاج خروس به عنوان علف کش طبیعی و مالچ به کار برده شوند.