نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.

3 گروه علمی علوم کشاورزی، دانشگاه پیام نور ، تهران، ایران

4 گروه شیمی تجزیه-کروماتوگرافی، جهاد دانشگاهی واحد آذربایجان غربی

10.22059/jci.2025.392430.2923

چکیده

هدف: تنش شوری یک چالش زیست‌محیطی مهم است که بر بهره‌وری کشاورزی به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک تأثیر منفی می‌گذارد. محیط‌­های مختلف کشت، از جمله گلخانه، گلدان در هوای آزاد، و کشت مزرعه، می‌توانند بر رشد گیاه تأثیر بگذارند. هدف اصلی این پژوهش بررسی اثرات سطوح مختلف شوری بر صفات مورفولوژیکی و فنولوژیکی گیاه گالگا در سه محیط کشت مختلف بود.
روش پژوهش: این مطالعه به­‌صورت طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در سه محیط (گلخانه، گلدانی در هوای آزاد و مزرعه) در سال زراعی 1402 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه اجرا شد. در هر یک از این شرایط، گیاهان در سه سطح مختلف تنش شوری (صفر. یک، پنج و 10 دسی‌زیمنس بر متر) برای یک دوره رشد مشخص (عملیات کاشت در تاریخ 15 اردیبهشت‌ماه سال 1402 و تاریخ برداشت گلدان­های هوای آزاد و مزرعه در 7 مهرماه و گلخانه در تاریخ 7 آبان‌ماه انجام شد) قرار گرفتند و صفات عملکرد دانه، صفات مورفولوژیک و صفات فنولوژیک موردبررسی قرار گرفت.
یافته­ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تنش شوری تأثیر معنی‌داری بر صفات مختلف مورفولوژیک و فنولوژیک داشت. در شرایط گلخانه، تنش شوری 10 و 5 دسی­زیمنس بر متر در مقایسه با شرایط بدون تنش شوری، به­ترتیب روز تا گلدهی، تعداد شاخه اصلی در بوته، تعداد شاخه فرعی در بوته و وزن خشک برگ زمان گلدهی را به میزان (19 و 2 درصد)، (40 و 30 درصد)، (78 و 15 درصد) و (49 و 10 درصد) کاهش داد. در شرایط کشت گلدان­های هوای آزاد، تنش شوری 10 و 5 دسی­زیمنس بر متر در مقایسه با شرایط بدون تنش شوری، به­ترتیب روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، روز تا تشکیل گل‌آذین، ارتفاع بوته، طول گل‌آذین، وزن تر اندام­های هوایی زمان گلدهی و وزن خشک اندام­هایی زمان رسیدگی فیزیولوژیک را به­میزان (6 و 2 درصد)، (41 و 4 درصد)، (26 و 18 درصد)، (23 و 15 درصد)، (41 و6 درصد) و (32 و 9 درصد) کاهش داد. در شرایط مزرعه، بیش‌ترین تأثیر منفی تنش شوری بر صفات مورفولوژیک و عملکرد دانه مشاهده شد، به‌طوری‌که عملکرد دانه به‌ترتیب 78 و 67 درصد کاهش یافت.
نتیجه‌­گیری: نتایج نشان داد که کشت مزرعه‌ای در شرایط بدون تنش شوری، به‌طور قابل‌توجهی بالاترین عملکرد دانه را نسبت به سایر شرایط کشت داشت. براساس نتایج این پژوهش، کشت مزرعه‌ای گیاه گالگا مناسب بوده، زیرا این شرایط بالاترین عملکرد دانه را داشته است و سطح شوری پایین‌تر (زیر 5 دسی‌زیمنس بر متر) قابل‌توصیه است تا تأثیرات منفی بر صفات مورفولوژیک و فنولوژیک کاهش یابد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of salinity stress and different planting environments on morphological, phenological traits, and grain yield of Galega officinalis

نویسندگان [English]

  • Naser Samsami 1
  • Jalal Jalilian 2
  • Esmaeil Gholinezhad 3
  • Raheleh Tahmasebi 4

1 Department of Plant Production and Genetic Engineering, Urmia University, Urmia, Iran

2 Department of Plant Production and Genetic Engineering, Urmia University, Urmia, Iran

3 Department of Agricultural Sciences, Payame Noor University, Tehran, Iran

4 Department of Analytical chemistry-Chromatography, Iranian Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR), Urmia, Iran.

چکیده [English]

 
Objective: Salinity stress poses a substantial environmental challenge that negatively impacts agricultural productivity, particularly in arid and semi-arid regions where soil salinity is prevalent. This study evaluates the effects of varying salinity levels on the morphological and phenological traits of Galega officinalis across three planting environments: greenhouse, open-air pots, and field.
Methods: A randomized complete block design (RCBD) with three replications was conducted in three cultivation environments (greenhouse, open-air pots, and field) during the 2024 crop year at the Agricultural Faculty of Urmia University. Plants were subjected to three salinity levels (0.1, 5, and 10 dS m⁻¹) over a defined growth period. Traits assessed included seed yield; morphological traits (plant height, inflorescence length, number of leaves, number of main branches, number of secondary branches, leaf dry weight, stem dry weight, and aerial dry weight); and phenological traits (days to germination, days to flowering, days to physiological maturity, days to inflorescence formation, and days to 4 leaves).
Results: Analysis of variance indicated that salinity stress significantly affected several traits, including days to flowering, branch numbers, dry weights of plant organs, and grain yield. In the greenhouse, salinity at 10 and 5 dS m⁻¹ reduced days to flowering by 19% and 2%, main branches by 40% and 30%, secondary branches by 78% and 15%, and leaf dry weight by 49% and 10%, respectively, relative to the control (0.1 dS m⁻¹). In open-air pots, harvest maturity, inflorescence formation, plant height, inflorescence length, and aerial organ fresh and dry weights declined at higher salinities by 6% and 2%, 41% and 4%, 26% and 18%, 23% and 15%, 41% and 6%, and 32% and 9%, respectively, with grain yield decreasing by 29% and 4%. Field cultivation exhibited the greatest sensitivity, with grain yields dropping by 78% at 10 dS m⁻¹ and 67% at 5 dS m⁻¹. The highest plant height (71.66 cm) occurred in field conditions, while the lowest (31.64 cm) occurred in open-air pots. The maximum numbers of secondary and main branches were observed in greenhouse conditions (41.33 and 3.33, respectively), with the minimums in open-air pots (3.66 and 1.00). The longest inflorescence length was produced under no-salt conditions in the field (12 cm), while the shortest (5.28 cm) occurred at 10 dS m⁻¹ in open-air pots.
Conclusions: The findings indicated that field cultivation under control conditions (0.1 dS/m) yielded significantly higher grain compared to greenhouse and open-air pot methods. It is recommended that farmers favor field conditions for growing Galega officinalis and maintain salinity levels below 5 dS/m to mitigate adverse effects on both morphological and phenological traits. Field cultivation under control conditions (0.1 dS/m) yielded significantly higher grain compared to greenhouse and open-air pot methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Inflorescence length
  • Leaf dry weight
  • Number of branches
  • Plant height
  • Stress
اسلامی، محمدرضا (1394). بررسی مسائل بازاریابی محصولات گلخانه‌ای در مناطق بیابانی (مطالعه موردی: خیارسبز و گوجه فرنگی استان یزد). خشک‌بوم، 5(1)، 18-30.
بحرآسمانی، سمیه؛ سیدی، اعظم؛ فتحی، شهناز و جوکار، مهرانگیز (1401). بهبود شاخص‌های جوانه‌زنی، ویژگی‌های رشدی و ‏بیوشیمیایی گیاهچه نیل تحت تنش شوری از طریق پرایمینگ ‏بذرها با سرکه چوب پسته. علوم زیستی گیاهی، 14(2)، 43-64.
حمیدیان، هانیه؛ سودایی‌زاده، حمید؛ یزدانی بیوکی، رستم؛ حکیم زاده اردکانی، محمد علی؛ سلطانی گرد فرامرزی، مهدی و خواجه حسینی، ساره (1402). اثر تنش شوری و روش کاشت بر ویژگی‌های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی شیرین‌بیان در گلخانه. پژوهش آب در کشاورزی، 37(1)، 35-48.‎
دهستانی اردکانی، مریم؛ قاطعی، پریسا؛ غلام نژاد، جلال؛ مومن پور، علی و فخاری پور چرخابی، زهرا (1400). بهبود خصوصیات رشدی و فیزیولوژیک شاه‌پسند درختچه‌ای (Lantana camara Linn.) تحت تنش شوری با کاربرد خارجی اسید سالیسیلیک. دانش کشاورزی وتولید پایدار، 31(4)، 95-115.
رستمی، مجید؛ جوادی، احمد و حسینی‌زاده، سید مجید (1399). القای مقاومت به تنش شوری در بذرهای به‌دست‌آمده از بوته‌های گندم محلول پاشی شده با نانواکسید روی و آهن. نشریه پژوهش­های گیاهی، 33(3)، 553-565.
سعادت، سعید؛ اسماعیل‌نژاد، لیلا؛ رضایی، حامد و میرخانی، رسول (1403). تغییرات شوری آب در دشت اشتهارد؛ هشداری برای تخریب خاک. پنجمین همایش ملی مدیریت آب در مزرعه، 1-4.
سید شریفی، رئوف و قلی‌نژاد، اسماعیل (1400). ارزیابی صفات مورفوفیزیولوژیکی گیاهان زراعی. انتشارات دانشگاه محقق اردبیلی. 400 صفحه.
شمس الدین سعید، محدثه (1402). مطالعه تأثیر تنش‌های خشکی و شوری بر جوانه‌زنی و رشد اولیه گیاهچه خارشتر ایرانی توده استان خراسان رضوی (Alhagi maurorum). علوم و فناوری بذر ایران، 12(1)، 29-40.
علیزاده، امین (1389). رابطه آب و خاک و گیاه. انتشارات آستان قدس رضوی، دانشگاه امام رضا (ع). 484 صفحه.
فیروزه، رعنا؛ خاوری‌نژاد، رمضانعلی؛ نجفی، فرزانه و سعادتمند، سارا (1397). اثرات جیبرلین بر محتوای رنگیزه‌های فتوسنتزی، پرولین، فنل و فلاونوئید در گیاه دارویی مرزه (Satureja hortensis L.) تحت تنش شوری. مجله پژوهش­های گیاهی (مجله زیست‌شناسی ایران)، 31(4)، 894-908.
کبودخانی، مجتبی؛ سالک معراجی، هادی؛ آقائی، کیوان و توکلی، افشین (1402). بررسی تأثیر تنش شوری بر صفات فیزیولوژیکی و عملکرد دانه ارقام کینوا. به‌زراعی کشاورزی، 25(1)، 221-233.
محمودیه‌چم پیری، رویا و ابوطالبیان، محمدعلی (1400). بررسی خصوصیات فیزیولوژیک دو رقم گندم (Triticum aestivum) در پاسخ به تنش شوری و مایکوریزا. علوم گیاهان زراعی ایران، 52(4)، 73-86.
مینایی، سمیرا؛ اصغری زکریا، رسول؛ زارع، زارع و خضری، مریم (1402). بررسی تأثیر نانومحرک‌ها بر رشد سلولی و برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی آن در کشت سوسپانسیون سلولی گیاه دارویی شیرین‌بیان‌سا (Galega officinalis L.). مجله پژوهش­های گیاهی (مجله زیست‌شناسی ایران)، 36(3)، 316-331.
ناصری، محبوبه (1398). مقایسه عملکرد و اجزای عملکرد سیر (Alluim sativum) در شرایط گلخانه و مزرعه. مجله ترویجی سبزیجات گلخانه­ای، 2(2)، 45-50.
Abeed, A. H., Saleem, M. H., Asghar, M. A., Mumtaz, S., Ameer, A., Ali, B., & Elsharkawy, M. M. (2023). Ameliorative effects of exogenous potassium nitrate on antioxidant defense system and mineral nutrient uptake in radish (Raphanus sativus L.) under salinity stress. ACS omega,  8(25), 22575-22588.
Abo-Shanab, W. A., Elshobary, M. E., Czubacka, A., & Diab, R. H. (2025). Improvement of salt tolerance in Vicia faba (L.) seedlings: a comprehensive investigation of the effects of exogenous calcium chloride. BMC Plant Biology, 25(1), 200.
Alizadeh, A. (2000). The relationship between water, soil and plants. Mashhad: Astan Quds Publications. p. 484. (In Persian).
Amani, S., Mohebodini, M., Khademvatan, S., Jafari, M., & Kumar, V. (2021). Piriformospora indica based elicitation for overproduction of phenolic compounds by hairy root cultures of Ficus carica. Journal of Biotechnology, 327, 43-53.
Angouti, F., Nourafcan, H., Saeedi Sar, S., Assadi, A., & Ebrahimi, R. (2024). Optimizing antidiabetic properties of Galega officinalis extract: Investigating the effects of foliar application of chitosan and salicylic acid. Food Science & Nutrition, 12(8), 5844-5857.
Bahrasemani, S., Seyedi, A., Fathi, S., & Jowkar, M. (2022). Improvement of germination indices and growth and biochemical characteristics of indigo seedlings due to priming of seeds with pistachio wood vinegar under salinity stress. Journal of Plant Biological Sciences, 14(2), 43-64. (In Persian).
Babarabie, M., Zolfaghary, P., Sardoei, A. S., Fotoohiyan, Z., Ghorbanzadeh, A., Danyaei, A., & Afsharipour, S. (2025). The effect of foliar application of silver nanoparticles synthesized by Moringa oleifera on improving the yield and quality of Pelargonium hortorum under drought stress. Scientific Reports, 15(1), 23239.
Basak, H., Mesut Cimrin, K., & Turan, M. (2024). Effects of mycorrhiza on plant nutrition, enzyme activities, and lipid peroxidation in pepper grown under salinity stress. Journal of Agricultural Science and Technology, 26(2), 359-369.
De Vasconcelos Dias, M., Rodrigues, F. A., de Souza Ribeiro, M., Dambroz, C., Dória, J., & Pasqual, M. (2025). Physiological and morphological responses of Selenicereus species to salt stress in vitro. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 162(2), 26.
Dehestani Ardakani, M., Ghatei, P., Gholamnezhad, J., Momenpour, A., & Fakharipour Charkhabi, Z. (2021). Improving growth and physiological chracteristics in salt stressed lantana (Lantana camara Linn.) by application of exogenous salicylic acid. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 31(4), 95-115. (In Persian)
Emami Bistgani, Z., Barker, A. V., & Hashemi, M. (2023). Review on physiological and phytochemical responses of medicinal plants to salinity stress. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 54(18), 2475-2490.
Eslami, M. R. (2015). Evaluation of marketing problems of greenhouse products in desert area (Case study: Greenhouse cucumber and tomato, Yazd province). Journal of Arid Biome,  5(1), 18-30. (In Persian).
Falouti, M., Ellouzi, H., Amraoui, S., Hemissi, I., Bounaouara, F., Rabhi, M., & Slama, I. (2025). Silicon (Si) seed priming improves growth and photosynthetic efficiency of barley plants under salt stress in agricultural field conditions. Journal of Plant Growth Regulation, 44(5), 2405-2424.
Firoozeh, R., Khavarinejad, R., Najafi, F., & Saadatmand, S. (2019). Effects of gibberellin on contents of photosynthetic pigments, proline, phenol and flavonoid in savory plants (Satureja hortensis L.) under salt stress. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology, 31(4), 894-908. (In Persian).
Ghaffari Yaichi, Z., Hassanpouraghdam, M. B., Rasouli, F., Aazami, M. A., Vojodi Mehrabani, L., Jabbari, S. F., ..., & Jimenez-Becker, S. (2025). Zinc oxide nanoparticles foliar use and arbuscular mycorrhiza inoculation retrieved salinity tolerance in Dracocephalum moldavica L. by modulating growth responses and essential oil constituents. Scientific Reports, 15(1), 492.
Ghassemi-Golezani, K., & Abdoli, S. (2022). Physiological and biochemical responses of medicinal plants to salt stress. In Environmental Challenges and Medicinal Plants: Sustainable Production Solutions under Adverse Conditions (pp. 153-181). Cham: Springer International Publishing.
Haider, M. Z., Ashraf, M. A., Rasheed, R., Hussain, I., Riaz, M., Qureshi, F. F., & Hafeez, A. (2023). Impact of salinity stress on medicinal plants. In Medicinal plants: their response to abiotic stress (pp. 199-239). Singapore: Springer Nature Singapore.
Hamidian, H., Sodaiezadeh, H., Yazdani-Biouki, R., Hakimzadeh Ardakani, M. A., Soltani, M., & Khajeh Hosseini, S. (2023). Effect of salinity stress and planting method on morphological and physiological characteristics of licorice in greenhouse. Journal of Water Research in Agriculture, 37(1), 35-48. (In Persian)
Isayenkov, S. V., & Maathuis, F. J. (2019). Plant salinity stress: many unanswered questions remain. Frontiers in Plant Science,  10, 80.
Kaboodkhani, M., Salek Mearaji, H., Aghaei, K., & Tavakoli, A. (2023). Investigation of the effect of salinity stress on physiological traits and grain yield of quinoa cultivars. Journal of Crops Improvement, 25 (1), 221-233. (In Persian)
Kumawat, K. C., Nagpal, S., & Sharma, P. (2022). Potential of plant growth-promoting rhizobacteria-plant interactions in mitigating salt stress for sustainable agriculture: A review. Pedosphere,  32(2), 223-245.
Lashkari, A., Saadati, S., & Saffari, V. R. (2025). Methyl jasmonate and ascorbic acid enhance salinity tolerance in pot marigold (Calendula officinalis L.) through improved morphophysiological and biochemical traits. Scientific Reports, 15(1), 30434.
Mahmoudieh Champiri, R., & Aboutalebian, M. A. (2021). Physiological characteristics of two wheat cultivars (Triticum aestivum) in response to salinity stress and mycorrhiza. Iranian Journal of Field Crop Science, 52(4), 73-86. (In Persian)
Minaei, S., Asghari Zakaria, R., Zare, N., & Khezri, M. (2023). Evaluation of the effect of nanoelicitors on cell growth and some biochemical properties in cell suspension culture of Galega officinalis L. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology), 36(3), 316-331.  (In Persian)
Mokari, M., Ghaderi, A., & Alaei, J. (2024). Determining of optimum crop production function for estimating of Camelina grain yield under deficit irrigation and saline water use in Kashmar weather conditions. Iranian Water Researches Journal,  17(4), 11-21. (In Persian).
Munns, R., & Gilliham, M. (2015). Salinity tolerance of crops–what is the cost? New Phytologist,  208(3), 668-673.
Naseri, M. (2020). Comparing yield and yield components of garlic  (Allium sativum) in greenhouse and field conditions. Greenhouse Vegetables,  2(2), 45-50. (In Persian).
Rahman, M. M., Mostofa, M. G., Keya, S. S., Siddiqui, M. N., Ansary, M. M. U., Das, A. K., ... Tran, L. S.-P. (2021). Adaptive mechanisms of halophytes and their potential in improving salinity tolerance in plants. International Journal of Molecular Sciences,  22(19), 10733.
Raza, A., Razzaq, A., Mehmood, S. S., Zou, X., Zhang, X., Lv, Y., & Xu, J. (2019). Impact of climate change on crops adaptation and strategies to tackle its outcome: A review. Plants,  8(2), 34.
Regni, L., Tolisano, C., Del Buono, D., Priolo, D., & Proietti, P. (2024). Role of an Aqueous Extract of Duckweed (Lemna minor L.) in Increasing Salt Tolerance in Olea europaea L. Agriculture,  14(3), 375.
Ribeiro, J. E. d. S., Silva, A. G. d., Coêlho, E. d. S., Oliveira, P. H. d. A., Silva, E. F. d., Oliveira, A. K. d., ... Silveira, L. M. d. (2024). Melatonin mitigates salt stress effects on the growth and production aspects of radish. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental,  28(4), e279006.
Rostami, M., Javadi, A., & Hosseinzadeh, S. M. (2020). Induction of resistance to salinity stress in the produced seeds of wheat after foliar application of nano-zinc oxide and nano-iron oxide. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology),  33(3), 553-565. (In Persian).
Saadat, S., Esmaeil Nejad, L., Rezaei, H., & Mirkhani, R. (2024). Changes in water salinity in the Eshtehard plain; a warning for soil degradation. Fifth National Conference on Farm Water Management, 1-4. (In Persian).
Saima, S., Ghaffar, F., Yasin, G., Nawaz, M., & Ahmad, K. M. (2022). Effect of salt stress on germination and early seedling growth in Okra (Abelmoschus esculentus). Sarhad Journal of Agriculture,  38, 388-397.
Samsami, N., Jalilian, J., Gholinezhad, E., & Tahmasebi, R. (2025). Investigating the effects of different levels of salinity stress on yield, phenolic and flavonoid compounds of Galega (Galega officinalis) plants under different cultivation environments. Journal of Plant Process and Function, 14(66), 157-172. (In Persian).
Seyed Sharifi, R., & Gholinezhad, E. (2022). Evaluation of agronomic and morphophysiological traits of crop plants. Mohaghegh Ardabili University: Mohaghegh Ardabili University. p. 400. (In Persian).
Shamsaddin Saied, M. (2023). Study the effect of drought and salinity stresses on germination and early growth seedling of camelthorn native of Razavi Khorasan province (Alhagi maurorum). Iranian Journal of Seed Science and Technology, 12(1), 29-40. (In Persian).
Siswanti, D., & Umah, N. (2021). Effect of biofertilizer and salinity on growth and chlorophyll content of Amaranthus tricolor L. Paper presented at the IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.
Souri, M. K., & Tohidloo, G. (2019). Effectiveness of different methods of salicylic acid application on growth characteristics of tomato seedlings under salinity. Chemical and Biological Technologies in Agriculture,  6(1), 1-7.
Van Zelm, E., Zhang, Y., & Testerink, C. (2020). Salt tolerance mechanisms of plants. Annual Review of Plant Biology,  71(1), 403-433.
Zaman, M., Shahid, S. A., Heng, L., Shahid, S. A., Zaman, M., & Heng, L. (2018). Soil salinity: Historical perspectives and a world overview of the problem. Guideline for salinity assessment, mitigation and adaptation using nuclear and related techniques, 43-53.
Zou, Y., Zhang, Y., & Testerink, C. (2022). Root dynamic growth strategies in response to salinity. Plant, Cell & Environment,  45(3), 695-704.