اثر تنش شوری بر ویژگی‌های رشدی تعدادی از ژنوتیپ‌های انتخابی بادام

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار مرکز ملی تحقیقات شوری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران.

2 دانشیار بخش تحقیقات میوه های معتدله، موسسه علوم باغبانی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: بادام (Prunus dulcis) یکی از مهمترین درختان خشک میوه متحمل به خشکی ولی حساس به شوری است (8). عمده مناطق در ایران و جهان دارای رژیم رطوبتی خشک و نیمه‌خشک می‌باشند. در این مناطق، میزان تبخیر سالیانه بیشتر از بارندگی ‌می‌باشد که خود موجب افزایش بیشتر شوری خاک می‌گردد (9 و 10). براساس گزارش‌های موجود، در حدود 5/12درصد از خاک‌های ایران شور هستند است (9 و 10). لذا توسعه ارقام و پایه‌های متحمل به شوری، به عنوان یکی از عوامل تاثیر‌گذار در میزان حساسیت یا تحمل به شوری در درختان میوه کشت شده از جمله بادام در نظر گرفته شده است (8 و 11). تحقیقات متعددی نشان داده‌اند که آستانه تحمل به شوری اکثر درختان میوه هسته‌دار از جمله بادام نسبت به تنش شوری پایین است، بطوریکه تا هدایت الکتریکی 5/1 دسی‌زیمنس بر متر کاهشی در عملکرد آن‌ها مشاهده نمی‌شود، در حالی‌که در شوری 1/4 دسی‌زیمنس بر متر به میزان 50 درصد از عملکرد آن کاسته می‌شود (6 و 16) ولی تحمل ارقام مختلف به شوری متفاوت است (10). علی رغم ارایه وجود اطلاعاتی در زمینه تاثیر تنش شوری بر خصوصیات مورفولوژیک، فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و تغییرات غلظت عناصر غذایی بادام، لازم است که ارقام و پایه‌های بیشتری در جهت تحمل به شوری مورد بررسی قرار گیرند تا در نهایت اطلاعات حاصل از مجموع تحقیقات انجام شده منجر به معرفی متحمل‌ترین ارقام و پایه‌های متحمل به شوری شود. لذا این تحقیق در راستای تحقیقات قبلی و با هدف بررسی اثر تنش شوری بر خصوصیات رشدی، واکنش‌های فیزیولوژیک و غلظت عناصر غذایی در 6 ژنوتیپ بادام و انتخاب متحمل‌ترین ژنوتیپ به شوری انجام شد.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق، اثر تنش شوری بر بر تغییرات صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و غلظت عناصر غذایی برگ تعدادی از ژنوتیپ-های بادام به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور ژنوتیپ در 6 سطح و شوری آب آبیاری در 5 سطح و با 4 تکرار در سال 1393 در گلخانه‌ی تحقیقاتی موسسه نهال و بذر کرج بررسی شد. ژنوتیپ‌های مورد مطالعه شامل ربیع، پرلس، D99، سوپرنوا، 24-8 و 16-1 و شوری آب آبیاری شامل 5/0 (آب شهری)، 5/1، 3، 5/4 و 6 دسی‌زیمنس‌بر‌متر، بودند. در پایان آزمایش، صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک شامل ارتفاع شاخه، قطر شاخه، درصد برگ‌های سبز، درصد برگ‌های نکروزه، درصد برگ‌های ریزش یافته، وزن تر و خشک اندام هوایی، شاخص کلروفیل، محتوی رطوبت نسبی، درصد نشت یونی نسبی، فلورسانس حداقل، فلورسانس حداکثر، نسبت فلورسانس متغیر به فلورسانس حداکثر و عناصر غذایی پتاسیم و سدیم اندازه‌گیری شدند.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که نوع ژنوتیپ و سطح شوری بر تغییرات صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و غلظت عناصر غذایی موثر است. در تمامی ژنوتیپ‌های مطالعه شده با افزایش سطح شوری، شاخص‌های رشد شامل ارتفاع شاخه، قطر شاخه، تعداد برگ کل، درصد برگ‌های سبز، وزن تر و خشک اندام هوایی، محتوی رطوبت نسبی، شاخص کلروفیل و درصد پتاسیم برگ‌ها کاهش و درصد برگ‌های نکروزه، درصد برگ‌های ریزش یافته، نسبت وزن خشک به وزن تر اندام هوایی، درصد نشت یونی، درصد سدیم و نسبت سدیم به پتاسیم برگ‌ها، افزایش یافتند ولی میزان کاهش و افزایش در صفات اندازه‌گیری شده در بین ژنوتیپ‌های مطالعه شده با یکدیگر اختلاف معنی‌داری داشتند.
نتیجه گیری: در این تحقیق در مجموع، رقم D99، به عنوان متحمل‌ترین رقم به تنش شوری انتخاب شد. این رقم توانست از طریق حفظ خصوصیات رشدی خود و افزایش جذب پتاسیم در مقابل سدیم، به خوبی شوری تا 5/4 دسی‌زیمنس‌برمتر را تحمل نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of salinity stress on growth characteristics of selected almond (Prunus dulcis) genotypes

نویسندگان [English]

  • Ali Momenpour 1
  • Ali Imani 2
1 Assistant Professor, National Salinity Research Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Yazd, Iran
2 Temperate Fruit Research Center, Horticultural Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]

Introduction: Almond (Prunus dulcis) is one of the most important crops consumed as dry fruit and mainly adaptable to arid and semiarid regions mostly suffering from salinity stress (8).use of rootstocks and cultivars tolerance to salinity as one of the influence factors tolerance to salinity of planted fruit trees including almond (8 and 11). Temperate fruit trees are generally rated and sensitive to soluble salts and particularly sensitive to chloride, and irrigation with saline water may significantly reduce their yields (10 and 26). Also, most of the stone fruit trees and almond are sensitive to salt stresses and their productivity gradually reduces at salt concentrations above 1.5 ds/m and down to 50% of normal yield at the salt concentration of 4 ds/m (6 and 16). However, as plant species and different cultivars within the same plant species vary considerably in their tolerance to salinity (10), selecting plants and/or cultivars that can be grown well under adverse conditions, created in the root zone by salinization, is the most efficient and environmentally friendly agricultural practice for a more permanent solving of the problem of salinity (10). Despite the presence of information on the effect of salinity on morphological, physiological and concentration of nutrition elements in almond genotypes leaves, should be investigated more rootstocks and cultivars for tolerance to salinity, finality, the most tolerant rootstocks and cultivars to salinity to be introduced. Therefore, the aim of the present study was to evaluate the effects of NaCl stress on growth characteristics and concentration of nutrition elements in selected almond genotypes leaves introducing most tolerant genotypes to it.
Material and method: To evaluate the effect of salinity stress on morphological and physiological traits as well as concentration of nutrition elements of almond leaves, an experiment was carried out based on completely randomized design (CRD), with two factors; genotype and irrigation water salinity with three replications. Studied Genotypes were Rabie, Perless, Super Nova, D99, 1-16 and 8-24 and irrigation water salinity were 0.5, 1.5, 3, 4.5 and 6 ds/m, respectively). Morphological traits such branch height, branch diameter, number of total leaves, percentage of green leaves, percentage of necrotic leaves, percentage of downfall leaves, aerial organs fresh and dry weight, aerial organs dry weight to aerial organs fresh weight ratio and physiological traits such SPAD, relative humidity content, relative ionic percentage, minimum fluorescence (FO), maximum fluorescence (Fm), variable fluorescence (Fv) and Fv to Fm ratio and nutrition elements such as K+, Na+ and Na+ to K+ ratio, was investigated in selected almond genotypes leaves then perform salinity stress.
Result and discussion: The results showed that type of genotype and level of salinity were affected on growth characteristics and concentration of leaves element nutrient. In all of the studied genotypes, with increasing levels of salinity, branch height, branch diameter, number of total leaves, green leaves percentage, aerial organs fresh and dry weight, relative humidity percentage, SPAD, maximum fluorescence (Fm), variable fluorescence (Fv) and K+ percentage were reduced. But, necrotic leaves percentage, downfall leaves percentage, aerial organs dry weight to aerial organs fresh weight ratio, relative ionic percentage Na+ percentage, Na+ to K+ ratio, minimum fluorescence (FO), and Fv to Fm ratio were increased.
Conclusion: Overall, The results showed that type of genotype were effective in tolerance to salinity. D99 cultivar was recognized as the most tolerant cultivar to salinity stress. This cultivar could with keeping growth traits and the more absorption K+ against Na+ was tolerated salinity 4.5 ds/m

کلیدواژه‌ها [English]

  • Almond
  • K+
  • Morphologic characteristics
  • NaCl
  • Physiological characteristics
1.Baker, N.R. and Rosenqvist, E. 2004.
Applications of chlorophyll fluorescence
can improve crop production strategies:
an examination of future possibilities. J.
Exp. Bot. 55: 607-1621.
2.Chen, S., Li, J., Wang, S., Huttermann, A.
and Altman, A. 2001. Salt, nutrient
uptake and transport, and ABA of
Populus eupharatica; a hybrid in
response to increasing soil NaCl. TreesStruct Funct. 15: 186-194.
3.Deall, J.R. and Toivonen, P.M.A. 2003.
Practical Applications of Chlorophyll
Fluorescence in Plant Biology. Kluwer
Academic Publish. Boston, Dordrecht,
London.
4.Dexter, S.T., Tottingham, W.E. and
Graber, L.F. 1930. Preliminary results in
measuring the hardiness of plants. J. Plant
Physiol. 5: 215-223.
5.Dexter, S.T., Tottingham, W.E. and
Graber, L.F. 1932. Investigations of the
hardiness of plants by measurement of
electrical conductivity. J. Plant Physiol.
7: 63-78.
6.El-Azab, E.M., El-Kobbia., A.M. and
El-Khayat, H.M. 1998. Effects of three
sodium salts on vegetative growth and
mineral composition of stone fruit
rootstock seedlings. Alexandria J. Agri.
Res. 43: 219-229.
7.Emami, A. 1996. Methods of plant
analysis. Agricultural Research and
Education Organization. Soil and Water
Research Institute. 130p.
8.FAO. 2014. Food and Agricultural
commodities production. http://faostat.
fao.org/site/339/default.aspx.
9.Garcia-Sanchez, F. and Syvertsen, J.P.
2006. Salinity tolerance of Cleopatra
mandarin and carrizo citrange citrus
rootstock seedlings is affected by CO2
enrichment during growth. Hort. Sci.
131: 24-31.
10.Grattan, S.R. 2002. Irrigation water
salinity and crop production. University
of California. Agriculture and Natural
Resourses Public. 8066.
11.Griffiths, H. and Parry, M.A.J. 2002.
Plant responses to water stress. Ann.
Bot. 89: 801-802.
12.Heiydari Sharif Abad, H. 2001. Plant and
salinity. For. Range. 71p. (In Persian)
13.Karakas, B., Bianco, R.L. and Rieger, M.
2000. Association of marginal leaf scorches
with sodium accumulation in salt-stressed
peach. Hort. Sci. 35: 1. 83- 84.
14.Kodad, O., Morales, F. and Socias i
Company, R. 2010. Evaluation of
almond flower tolerance to frosts by
chlorophyll fluorescence Options
Méditerranéennes: Série A. Séminaires
Méditerranéens, 94: 141-145.
15.Lutts, S., Kinet, J.M. and Bouharmont,
J. 1995. Changes in plant response to
NaCl during development of rice (Oryza
sativa L.) varieties differing in salinity
resistance. Exper. Bot. 46: 1843-1852.
16.Maas, E.V. and Hoffman, G.J. 1977.
Crop salt tolerance: current assessment.
Irrig. Drain. Engin. 103: 115-134.
17.Mahajan, Sh. and Tuteja, N. 2005. Cold,
salinity and drought stresses: An overview.
Biochem. Biophy. 444: 139-158.
18.Massai, R., Remorni, D. and Tattini, M.
2004. Gas exchange, water relations and
osmotic adjustment in two scion/
rootstock combinations of Prunus under
various salinity concentrations. Plant.
Soil. Sci. 259: 153-162.
19.Maxwell, K. and Johnson, G.N. 2000.
Chlorophyll fluorescence a practical
guide. Exper. Bot. 51: 659-668.
20.Momenpour, A., Bakhshi, D., Imani, A.
and Rezaie, H. 2015. Effect of salinity
stress on growth characteristics and
concentrations of nutrition elements in
Almond (Prunus dulcis) ‘Shahrood 12’,
‘Touno’ cultivars and ‘1-16’ genotype
budded on GF677 rootstock. Agri. Crops.
Prod. 17: 1. 112-133. (In Persian)
21.Momenpour, A., Bakhshi, D., Imani, A.
and Rezaie, H. 2015. Effect of Salinity
Stress on the Morphological and
Physiological characteristic in some
Selected Almond (Prunus dulcis)
Genotypes Budded on GF677 rootstock.
Plant. Prod. Technol. 7: 2. 137-152.
(In Persian)
22.Momenpour, A., Imani, A., Bakhshi, D.
and Rezaie, H. 2015. Effect of Salinity
Stress on Concentrations of Nutrition
Elements in Almond (Prunus Dulcis)
'Shokofeh', 'Sahand' Cultivars and
'13-40' Genotype Budded on GF677
Rootstock. Hort. Sci. 29: 2. 255-268.
(In Persian)
23.Momenpour, A., Imani, A., Bakhshi, D.
and Rezaie, H. 2015. Evaluation of
salinity tolerance in some almond
genotypes grafted on GF677 rootstock
base on morphological characteristic and
chlorophyll fluorescence. Plant. Proc.
Func. 3: 10. 9-28. (In Persian)
24.Munns, R. and Tester, M. 2008.
Mechanisms of salinity tolerance. Ann.
Rev. Plant. Biol. 59: 651-681.
25.Noitsakis, B., Dimassi, K. and Therios I.
1997. Effect of NaCl induced salinity on
growth, chemical composition and water
relation of two almond (Prunus
amygdalus L.) cultivars and the hybrid
GF677 (Prunus amygdalus- Prunus
persica). Acta. Hort. 449: 641-648.
26.Rahemi, M., Nagafian, Sh. and Tavallaie
V. 2008. Growth and chemical
composition of hybrid GF677 influenced
by salinity levels of irrigation water.
Plant. Sci. 7: 3. 309-313.
27.Rahmani, A., Daneshvar, H.A. and
Sardabi H. 2003. Effect of salinity on
growth of two wild almond species and
two genotypes of the cultivated almond
species (P. dulcis). Iran. J. Forest. Pop.
Res. 11: 1. 202-208.
28.Ranjbarfordoei, A., Samson, R.S.
and Vanamme P. 2006. Chlorophyll
fluorescence performance of sweet
almond [Prunus dulcis (Miller) D.
Webb] in response to salinity stress
induced by NaCl. Photosynthetica.
44: 4. 513-522.
29.Sayed, O.H. 2003. Chlorophyll
flourscence as a tool in cereal research.
Photosynthetica. 3: 321-330.
30.Shibli, R.A., Shatnawi, M.A. and
Swaidat, I.Q. 2003. Growth, osmotic
adjustment and nutrient acquisition of
bitter almond under induced sodium
chloride salinity in vitro. Com. Soil. Sci.
Plant. Anal. 34: 1969-1979.
31.Staples, R.C. and Toenniessen, G.H.
1984. Salinity tolerance in plants.
John Wiley and Sons. 443p.
32.Starck, Z., Niemyska, B., Bogdon, J. and
Tawalbeh, R.N.A. 2000. Response of
tomato plants to chilling stress in
association with nutrient or phosphorus
starvation. Plant. Soil. Sci. 226: 99-106.
33.Szczerba, M.W., Britto, D.T. and
Kronzucker, H.J. 2009. K+ transport
in plants: physiology and molecular
biology. Plant. Physiol. 166: 447-466.
34.Szczerba, M.W., Britto, D.T., Balkos,
K.D. and Kronzucker, H.J. 2008. NH4+-
stimulated and -inhibited components of
K+ transport in rice (Oryza sativa L.).
Exp. Bot. 59: 3415-3423.
35.Yamasaki, S. and Dillenburg, L.C. 1999.
Measurements of leaf relative water
content in Araucaria angustifolia. Braz.
J. Plant Physiol. 11: 69-75.