نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

2 استاد گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

3 دکتری زراعت، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

4 کارشناس ارشد زراعت، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

چکیده

دما و پتانسیل آب دو عامل اولیه مهم کنترل‌کننده جوانه‌زنی هستند. با استفاده از مدل‌های‌ هیدروترمال تایم می‌توان پاسخ جوانه‌زنی بذر به این دو عامل محیطی را کمی‌سازی نمود. در برخی از این مدل‌ها فرض می‌شود که بازدارندگی گرمایی جوانه‌زنی ناشی از تغییر پتانسیل آب پایه (Ψb(g)) به سمت مقادیر مثبت‌تر تنها در دماهای بیشتر از حد بهینه (To) رخ می‌دهد و To مستقل از سطوح تنش خشکی است. در این مطالعه، مدل هیدروترمال تایم ویبول برای توصیف تغییرات Ψb(g) در پاسخ به دما و نیز مدل‌ کردن اثر تنش خشکی بر تغییرات دماهای بهینه (To(g)) و بیشینه (Tm(g)) برای کسرهای مختلف جوانه‌زنی (g) بذر پنیرک (Malva parviflora) استفاده شد. درحالی‌که Ψb(g) در گستره دمایی بین Tb (دمای پایه) و Tm(g) روند خطی افزایشی نشان داد، ثابت هیدروتایم (θH) در پاسخ به افزایش دما به‌صورت غیرخطی کاهش یافت. بر مبنای رابطه بین Ψb(g) و θH، شکل پاسخ سرعت جوانه‌زنی (GR(g)) به دما در مدل هیدروترمال تایم به‌صورت منحنی تعیین شد. مدل مقادیر θHT (ثابت هیدروترمال تایم)، Tb، Ψbase (پتانسیل آب پایه در دمای پایه) و KT (شیب پاسخ Ψb(g) به دما) را به ترتیب 04/1800 مگاپاسکال درجه سانتی‌گراد ساعت، 4.20 درجه سانتی‌گراد، 2.46- مگاپاسکال و 0.064 مگاپاسکال بر درجه سانتی‌گراد برآورد کرد. هر دوی To(g) و Tm(g) متناسب با افزایش شدت تنش خشکی کاهش نشان دادند و برای صدک‌های بالاتر جوانه‌زنی خنک‌تر شدند. مدل توسعه‌ داده شده در این مطالعه نه‌تنها برازش‌های خوبی به داده‌های جوانه‌زنی داشت، بلکه برخی ویژگی‌های انطباقی بذرهای پنیرک به محیط‌های دمایی و رطوبتی را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

Akbari, H., Derakhshan, A., Kamkar, B., Modares Sanavi, S.A.M., 2015. Modeling seed germination of Ricinus communis using hydrothermal time model developed on the basis of Weibull distribution. Iranian Journal of Field Crops Research. 13, 543–552. [In Persian with English Summary].
Alvarado, V., Bradford, K.J., 2002. A hydrothermal time model explains the cardinal temperatures for seed germination. Plant, Cell and Environment. 25, 1061–1069.
Bewley, J.D., Bradford, K.J., Hilhorst, H.W.M., Nonogaki, H., 2013. Seeds: Physiology of Development, Germination and Dormancy, third edn. Springer, New York.
Bradford, K.J., 2002. Applications of hydrothermal time to quantifying and modeling seed germination and dormancy. Weed Science. 50, 248–260.
Bradford, K.J., Somasco, O.A., 1994. Water relations of lettuce seed thermoinhibition. I. Priming and endosperm effects on base water potential. Seed Science Research. 4, 1–10.
Derakhshan, A., Bakhshandeh, A., Siadat, S.A., Moradi-Telavat, M.R., Andarzian, S.B., 2018. Quantifying the germination response of spring canola (Brassica napus L.) to temperature. Industrial Crops and Products. 122, 195–201.
Derakhshan, A., Gherekhloo, J., 2015. Comparison of hydrothermal time models to seed germination modeling of Phalaris minor on the basis of Normal, Weibull and Gumbel distributions. Journal of Plant Production Research. 22, 39–57. [In Persian with English Summary].
Derakhshan, A., Moradi-Telavat, M.R., Siadat, S.A., 2016. Hydrotime analysis of Melilotus officinalis, Sinapis arvensis and Hordeum vulgare seed germination. Iranian Journal of Plant Protection. 30, 518–532. [In Persian with English Summary].
Gherekhloo, J., Derakhshan, A., 2014. Quantitative description of the effect of temperature and water potential on seed germination of Amaranthus retroflexus, A. blitoides, and Phalaris minor. Research Report, Faculty of Plant Production, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran. [In Persian with English Summary].
Gummerson, R.J., 1986. The effect of constant temperatures and osmotic potentials on the germination of sugar beet. Journal of Experimental Botany. 37, 729–741.
Kebreab, E., Murdoch, A.J., 1999. Modelling the effects of water stress and temperature on germination rate of Orobanche aegyptiaca seeds. Journal of Experimental Botany. 50, 655–664.
Kochy, M., Tielborger, K., 2007. Hydrothermal time model of germination: Parameters for 36 Mediterranean annual species based on a simplified approach. Basic and Applied Ecology. 8, 171–182.
Mesgaran, M.B., Mashhadi, H.R., Alizadeh, H., Hunt, J., Young, K.R., Cousens, R.D., 2013. Importance of distribution function selection for hydrothermal time models of seed germination. Weed Research. 53, 89–101.
Mesgaran, M.B., Onofri, A., Mashhadi, H.R., Cousens, R.D., 2017. Water availability shifts the optimal temperatures for seed germination: A modelling approach. Ecological Modelling. 351, 87–95.
Michel, B.E., Kaufmann, M.R., 1973. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiology. 51, 914–916.
Rowse, H.R., Finch-Savage, W.E., 2003. Hydrothermal threshold models can describe the germination response of carrot (Daucus carota) and onion (Allium cepa) seed populations across both sub- and supra-optimal temperatures. New Phytologist. 158, 101–108.
Watt, M., Bloomberg, M., 2012. Key features of the seed germination response to high temperatures. New Phytologist. 196, 332–336.
Watt, M.S., Bloomberg, M., Finch-Savage, W.E., 2011. Development of a hydrothermal time model that accurately characterises how thermoinhibition regulates seed germination. Plant, Cell and Environment. 34, 870–876.
Watt, M.S., Xub, V., Bloomberg, M., 2010. Development of a hydrothermal time seed germination model which uses the Weibull distribution to describe base water potential. Ecological Modelling. 221, 1267–1272.
Zoufan, P., Neisi, E., Rastegarzadeh, S., 2018. Assessment of some growth indices and Cd accumulation in shoots and roots of Malva parviflora L. under hydroponic system. Journal of Plant Research. 31, 458–468. [In Persian with English Summary].