Journal of Rangeland

fa تأثیر پرایمینگ و نانوذرات بر ظهور، استقرار و ویژگی‌های رشدی و فیزیولوژیک گونه‎های Sanguisorba minor Scop. و (Host) P. Beauv Agropyron intermedium تحت تنش خشکی در شرایط کشت طبیعی Effect of priming and nano particles application on seedling emergence, establishment, growth and physiological characteristics of Sanguisorba minor Scop. and Agropyron intermedium (Host) P. Beauv forage species under drought stress in natural field تخصصي Special پژوهشي Research سابقه و هدف: مشکلات جوانه&rlm;زنی و استقرار گیاهان در شرایط خشکی و کم آبی یکی از معضلات شایع در مناطق خشک و نیمه خشک کشور می‌باشد که بر روی میزان رشد و تولید جوامع گیاهی تاثیر میگذارد. بهبود جوانه‌زنی و استقرار گیاهان در مواجهه با تنش خشکی از جمله امور مهم و مؤثر در موفقیت پروژه‌های اصلاح و احیای مراتع در عرصه‌های طبیعی می‌باشد. گونههای مرتعی Sanguisorba minor Scop. و (Host) P. Beauv Agropyron intermedium گیاهانی هستند که عمدتاً در اقالیم نیمه‌خشک تا نیمه مرطوب پراکنش دارند و در این تحقیق امکان جوانه‌زنی و استقرار نهال این دو گونه علوفهای ارزشمند با استفاده از تیمارهای مختلف پرایمینگ در منطقهای خشکتر مورد بررسی قرار گرفته است. مواد و روشها: در این مطالعه اثر تیمارهای پرایمینگ با آب مقطر، پلی‌اتیلن&rlm;گلایکول (1/0 مگاپاسکال)، نیترات پتاسیم (2/0 درصد) و نانوذرات نقره در سه سطح (شامل غلظت‌های 30، 60 و 90 میلی&rlm;گرم درلیتر) جهت بهبود خصوصیات جوانه‌زنی و استقرار گونه&lrm;های گیاهی منتخب تحت شرایط آبیاری در حد ظرفیت زراعی و تنش خشکی در شرایط عرصه طبیعی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک&lrm;های کامل تصادفی در 4 تکرار انجام شد و مجموعاً تعداد 56 کرت برای هرگونه در نظر گرفته شد. ابعاد هر کرت احداثی برابر 5/1 مترمربع بود و در هر کرت سه ردیف کشت با فاصله 30 سانتیمتر و طول یک متر در نظر گرفته شد و در هر کرت آزمایشی تعداد 45 عدد بذر کشت گردید. صفات مورد اندازه‌گیری شامل ظهور نهال از خاک، سرعت ظهور، استقرار و زنده&lrm;مانی، طول و وزن ریشه و ساقه، ویگوریته و میزان پرولین، کارتنوئید، قند محلول، کلروفیل کل و آنزیم&rlm;های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز بود. پس از اتمام داده‌برداری صفات مورد مطالعه در مزرعه و اخذ نتایج به‌دست‌آمده در آزمایشگاه، آنالیز واریانس و تجزیه‌وتحلیل داده&lrm;‌ها در نرم‌افزار SPSS و مقایسه میانگین داده‌ها با آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح 5 درصد برای صفات مورد مطالعه در دو گونه انجام گرفت. نتایج: بررسی آماری نتایج بدست آمده نشان داد که کاربرد پرایمینگ بیشتر بر روی صفات درصد ظهور از خاک، سرعت ظهور و استقرار و زنده&lrm;مانی نهال مؤثر بوده است اما سایر صفات مورد مطالعه را نیز تحت تأثیر قرار داده است. کاربرد نانوذرات نقره اثرات مثبت و منفی بر خصوصیات رویشی بذر و نهال رشد یافته از بذور گیاهان مورد مطالعه داشت. کاربرد تیمارهای پرایمینگ بذر با پلی‌اتیلن&rlm;گلایکول و نیترات پتاسیم در گونه A. intermedium و کاربرد تیمارهای پرایمینگ بذر با پلی اتیلن&lrm;گلایکول و نانوذرات نقره با غلظت 30 میلی&lrm;گرم در لیتر در گونه S. minor بیشترین تأثیرات مثبت معنیدار در افزایش مقاومت به خشکی را داشت. همچنین کاربرد تیمارهای نانوذرات با غلظت&lrm;های 60 و 90 میلی&lrm;گرم در لیتر اثرات منفی را بر مشخصه&rlm;های رویشی و فیزیولوژی هر دو گونه مورد مطالعه نشان داد به‌طوری‌که افزایش 25 و 13 درصدی تولید بایومس تحت تیمار نانوذرات نقره با غلظت 30 میلی&lrm;گرم در لیتر و کاهش 12 و 3 درصدی بایومس تحت تیمار نانوذرات نقره با غلظت 90 میلی&lrm;گرم  در لیتر به ترتیب برای گونههای A. intermedium و S. minor مشاهده شد. نتیجه‌گیری: افزایش سرعت جذب آب و متابولیسـم در بذرهای پرایم شده موجب جوانـه‌زنی بیشـتر، کـاهش غیریکنـواختی فیزیولـوژیکی طبیعـی و ذاتـی جوانه‌ها و افـزایش تحمـل به خشـکی و عملکرد گیاهان می‌شود. تأثیر مثبت نانوذرات نقره عمدتاً به دلیل تسهیل نفوذ آب و مواد غذایی به بذر گیاه و بهبود خصوصیات جوانهزنی می‌باشد. یافتههای این مطالعه میتواند به‌منظور انتخاب بهترین تیمار برای بهبود عملکرد هر دو گونه مورد مطالعه تحت شرایط تنش‌زای محیطی مورد توجه قرار گرفته و موجب افزایش میزان موفقیت در کشت و استقرار گونههای مرتعی S. minor و A. intermedium در سطح مراتع مناطق خشک و نیمه خشک و افزایش بازدهی پروژه های بیولوژیک اصلاح و احیاء مراتع گردد.   Background and objectives: Problems of germination and establishment of plants in drought and dehydration conditions is one of the common problems in arid and semi-arid regions which affects the growth and production of plant communities. Improvement of seed germination and establishment of plants under drought stress is one of the most important issues in success of rehabilitation projects of natural areas. Range species of Sanguisorba minor and Agropyron intermedium are mainly distributed in semi-arid ad semi-humid climates. In this research, the possibility of germination and establishment of these species were investigated under different priming treatments in an arid region. Methodology: The effects of different priming method such as distilled water, polyethylene glycol (0.1 Mega-Pascal), potassium nitrate (0.2%) and silver nanoparticles (at three levels of 30, 60 and 90 mg/l) were investigated. Treatments were applied for improvement of seed germination characteristic and plant establishment under different irrigation regimes at field capacity and drought stress and under field natural condition. The experiment was performed as a factorial in a randomized complete block design with 4 replications and in total 56 plots was considered for each species. The dimensions of each construction plot were equal to 1.5 square meters and in each plot, three planting rows with a distance of 30 cm and a length of one meter were considered and 45 seeds were planted in each experimental plot. The measured traits were included the percentage and velocity of appearance of seedlings from the soil, establishment and survival, length and weight of root and stem, vigority, prolin, carotenoid, soluble sugar, total chlorophyll, catalase and superoxide dismutase enzymes. After sampling the studied traits in the field and obtaining the results obtained in the laboratory, analysis of variance and analysis of data in SPSS software and comparison of mean data with Duncan's multiple range tests at 5% level for the studied traits were performed in both species. Results: Statistical analysis of the results showed that the application of priming has been more effective on soil appearance percentage, appearance rate and establishment and survival of seedlings, but it has also affected other studied traits. Application of silver nanoparticles had positive/negative effects on the vegetative characteristics of seeds and seedlings grown from the seeds of the studied plants. Application of polyethylene glycol and potassium nitrate in A. intermedium and application of polyethylene glycol and silver nanoparticles with concentration of 30 mg/l in S. minor showed the highest positive effects on plant resistance under drought stress. Application of silver nanoparticle at concentrations of 60 and 90 mg/L showed negative effects on the vegetative and physiological characteristics of two studied species as well. Increase of 25% and 13% in biomass production under the treatment of silver nanoparticles with a concentration of 30 mg/l and decrease of 12% and 3% in the biomass under the treatment of silver nanoparticles at a concentration of 90 mg/l, respectively were observed for A. intermedium and S. minor species. Conclusion: Increasing the rate of water absorption and metabolism in primed seeds leads to more germination, reduces the natural and inherent physiological non-uniformity of buds and increases drought tolerance and plant yield. The positive effect of silver nanoparticles is mainly due to facilitating the penetration of water and nutrients into plant seeds and improving germination properties. Using the results of this research can increase the success rate in the cultivation and establishment of S. minor and A. intermedium range species in arid and semi-arid rangelands and increase the efficiency of biological projects for rangelands improvement and rehabilitation.   ظهور و استقرار گیاهچه, پیش تیمار, خصوصیات عملکردی, تولید مراتع Seedling emergence and establishment, Pre-treatment, Functional characteristics, Rangeland production 236 255 http://rangelandsrm.ir/browse.php?a_code=A-10-470-1&slc_lang=fa&sid=1 Ali Farmahini Farahani علی فرمهینی فراهانی ali.farmahini@ut.ac.ir 100319475328460014466 100319475328460014466 No Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج Ali Tavili علی طویلی atavili@ut.ac.ir 100319475328460014467 100319475328460014467 Yes Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج Hossein Azarnivand حسین آذرنیوند hazar@ut.ac.ir 100319475328460014468 100319475328460014468 No Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج AliAshraf Jafari علی اشرف جعفری aliashrafj@gmail.com 100319475328460014469 100319475328460014469 No Rangeland Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran بخش تحقیقات مرتع، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران