به زراعی کشاورزی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

داوران

عضویت و راهنمای پابلونز

دستورالعمل حذف نام داور از روی کامنت ها در برنامه Word

بررسی اثرات دگرآسیبی ساپونین و بقایای کینوا بر جوانه‌زنی و رشد گندم در شرایط آزمایشگاه، گلخانه و مزرعه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علمی زراعت، واحد میبد، دانشگاه آزاد اسلامی، میبد، ایران.

2 گروه علمی زراعت، واحد میبد، دانشگاه آزاد اسلامی، میبد، ایران

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

4 سازمان مرکزی دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

10.22059/jci.2026.399375.2943

چکیده

هدف: باتوجه به شورشدن تدریجی منابع آب و خاک در بیش‌تر دشت‌های کشور، پیش‌بینی می‌شود که به‌تدریج سطح زیرکشت کینوا، به‌عنوان یک گیاه شورزیست و متحمل به تنش‌های محیطی در مزارع کشور گسترش یابد. ازآنجایی‌که معمولاً در تناوب زراعی، گندم بعد از کینوا کشت می‌شود، بررسی اثرات دگرآسیبی بقایای کینوا بر جوانه‌زنی، عملکرد و سایر صفات مرفوفیزیولوژیک گندم ضروری و هدف اصلی اجرای این پژوهش بوده است.
روش پژوهش: پژوهش حاضر طی سال‌های 1401 و 1402 در قالب چهار آزمایش در مرکز ملی تحقیقات شوری (یزد) و تحت شرایط آزمایشگاه، گلخانه و مزرعه انجام شد. آزمایش‌های جوانه‌زنی به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با دو عامل و سه تکرار در آزمایشگاه و اتاقک رشد اجرا شد. درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، میانگین مدت زمان جوانه‌زنی، درصد گیاهچه‌های نرمال، طول ساقه‌چه، طول ریشه‌چه و بنیه بذر پارامترهای موردبررسی در این آزمایش ها بود. هم‌چنین آزمایش‌ها بررسی تأثیر ساپونین و بقایای کینوا بر شاخص‌های رشد گندم به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با دو عامل و در سه تکرار در شرایط گلخانه و مزرعه اجرا شد. در این آزمایش‌ها، شاخص سطح برگ، تعداد خوشه در مترمربع، تعداد دانه در خوشه، عملکرد، وزن هزاردانه، وزن خشک، ارتفاع و شاخص برداشت اندازه‌گیری و موردبررسی آماری قرار گرفت. به‌منظور تفکیک اثر فشار اسمزی محلول‌های عصاره از اثر آللوکمیکال‌ها، یک شاهد با پلی‌اتیلن گلیکول 8000 نیز اعمال شد.
یافته‌ها: اثر بازدارندگی عصاره و پودر ساپونین و بقایای کینوا در اکثر صفات موردبررسی در آزمایش‌‌های جوانه‌زنی و رشد گندم در شرایط آزمایشگاه، گلخانه و مزرعه، در سطح احتمال یک‌درصد معنی‌دار بود. هم‌چنین میزان غلظت در تمام صفات موردبررسی در سطح احتمال یک‌درصد نسبت به شاهد معنی‌دار و با افزایش غلظت میزان تأثیر تیمار افزایش داشت. اثر متقابل نوع اندام و غلظت هم بر تمام صفات موردبررسی در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بود. اثرات بازدارندگی ساپونین و اندام‌های مختلف کینوا بر گندم، در اکثر صفات رشدی مورد‌ارزیابی در شرایط گلخانه و مزرعه در مقایسه با نتایج آزمایش‌های جوانه‌زنی در آزمایشگاه ضعیف‌تر بود. هم‌چنین ناهنجاری‌هایی در تعدادی از بذرهای جوانه‌زده مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: این نتایج همگی بر خاصیت دگرآسیبی ساپونین و اندام‌های مختلف کینوا روی گندم دلالت دارد. لذا چنانچه در تناوب زراعی، گندم بعد از کینوا کشت شود، بقایای کینوا می‌توانند اثرات دگرآسیبی جدی بر جوانه‌زنی و رشد گندم داشته و عملکرد و تولید دانه و کاه را کاهش دهند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the allelopathic effects of saponin and quinoa residues on germination and development of wheat under laboratory, greenhouse and field conditions

نویسندگان [English]

  • mansour shakeri 1
  • | Hossein Shamsi Mahmoodabadi 2
  • Masoumeh Salehi 3
  • Mohammad Ali Baghestani Meybodi 4

1 Department of Agronomy, May.C., Islamic Azad University, Maybod, Iran.

2 Department of Agronomy, May.C., Islamic Azad University, Maybod, Iran.

3 National Salinity Research Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization. (AREEO) , Yazd, Iran

4 Central Organization of Islamic Azad University. Tehran, Iran

چکیده [English]

Objective: Given the progressive salinization of water and soil resources in most plains of the country, the cultivation area of quinoa is expected to expand. Since wheat is typically grown in rotation after quinoa, investigating the allelopathic effects of quinoa residues on wheat germination, performance, and other morphophysiological traits is essential and constitutes the primary aim of this research.
Methods: The study was conducted in 2021 and 2022 at the National Salinity Research Center (Yazd) through four experiments under laboratory, greenhouse, and field conditions. Germination factorial experiments followed a completely randomized design with two factors and three replications in both the laboratory and growth chamber. Germination percentage, germination rate, mean germination time, percentage of normal seedlings, stem and root length, and seed vigor were the key parameters measured and analyzed. Additionally, factorial experiments on the effects of saponin and quinoa residues on wheat growth indices were arranged in a randomized complete block design with two factors and three replications under greenhouse and field conditions. Leaf area index (LAI), number of panicles per m², number of grains per panicle, grain yield, 1000-seed weight, dry weight, plant height, and harvest index were the principal traits measured and statistically analyzed. To distinguish the effects of osmotic pressure from those of allelochemicals in the extract solutions, a control treatment using polyethylene glycol 8000 (PEG) was included.
Results: The inhibitory effects of extracts and powders of saponin and quinoa residues were significant at the 1% probability level for most traits examined in wheat germination and growth experiments under laboratory, greenhouse, and field conditions. Treatment concentration also significantly affected all traits, with higher concentrations leading to greater inhibitory effects. The interaction between plant part and concentration was similarly significant at the 1% probability level. The inhibitory effects of saponin and different quinoa organs on wheat were weaker for most growth traits evaluated under greenhouse and field conditions compared to the germination results in the laboratory. Furthermore, abnormalities were observed in a number of germinated wheat seeds, with more severe symptoms occurring under saponin extract treatment.
Conclusion: These results confirm the allelopathic properties of quinoa saponin and residues on wheat. Therefore, if wheat is cultivated in rotation after quinoa, quinoa residues could significantly inhibit wheat germination and growth, thereby reducing grain and straw yield.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Allelopathy
  • Germination
  • Quinoa
  • Saponin
  • Wheat
مراجع
امرایی، نسیم؛ منصوری، علی و امیدی، حشمت (1400). بررسی اثرات دگرآسیبی بقایای کینوا برجوانه‌زنی و صفات مرفوفیزیولوژیک گندم. علوم و تحقیقات بذر ایران، 8(1)، 44-29.
حسینی‌سیسی، سیده زهرا (1398). تأثیر بازدارندگی کینوا (Chenopodium quinoa Willd.) بر جوانه‌زنی و رشد تاج خروس (Amaranthus powellii). دومین کنفرانس بین‌المللی و ششمین کنفرانس ملی کشاورزی ارگانیک و مرسوم، دانشگاه محقق اردبیلی. اردبیل.
حسینی، مجتبی؛ زمانی، غلامرضا و خزاعی، مسعود (1388). بررسی واکنش جوانه‌زنی بذر جودره (Hordeum spontaneum Koch) به تنش شوری و خشکی ناشی از غلظت‌های مختلف کلرید سدیم و پلی‌اتیلن گلایکول 6000. تنش‌های محیطی در علوم زراعی، (1)، 72-65.
شاکری، منصور؛ سودایی‌زاده، حمید و حکیمی، محمدحسین (1392). اثرات آللوپاتی و نماتدکشی عصاره آبی گیاه مرتعی کور (Capparis spinosa L.) روی خصوصیات رشد خیار و گوجه فرنگی. نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار، 23(2).
شاکری، منصور؛ شمسی، حسین؛ صالحی، معصومه و باغستانی، محمدعلی (1403). بررسی اثرات آللوپاتیکی عصاره آبی ساپونین و بقایای کینوا (Chenopodium quinoa) بر شاخص‌های جوانه‌زنی بذور جودره (Hordeum spontaneum) در آزمایشگاه. بیست‌‌وپنجمین کنگره گیاهپژشکی ایران، تهران.
شاکری، منصور؛ شمسی، حسین؛ صالحی، معصومه و باغستانی، محمدعلی (1403). بررسی اثرات آللوپاتیکی عصاره آبی ساپونین و بقایای کینوا (Chenopodium quinoa) بر شاخص‌های جوانه‌زنی بذور منداب (Eruca sativa) در آزمایشگاه. بیست و پنجمین کنگره گیاهپژشکی ایران، تهران.
عابدی، محمدجواد؛ نیریزی، سعید و ابراهیمی بیرنگ، نادر (1381). استفاده از آب‌های شور در کشاورزی پایدار. تهران: کمیته ملی آبیاری و زهکش ایران.
علیـزاده، محمدعلی و عیسـوند، حمیدرضا (1383). درصد، سـرعت جوانه‌زنی و شاخص بنیه دو گونه گیاه دارویی (Anthemis altissima L.) و (Eruca sativa L.) تحت شرایط سردخانه و انبارداری خشک. فصلنامه پژوهشی گیاهان دارویی و معطر ایران، 20(3)، 307-301.
منصوری، علی؛ امرایی، نسیم و امیدی، حشمت (1399). اثرات دگرآسیبی بقایای کینوا (Chenopodium quinoa Willd.) بر نشت الکترولیت‌ها، محتوای بیوشیمیایی، آنتی‌اکسیدانی و رنگیزه‌های فتوسنتزی گندم (Triticum aestivum L.). فرایند کارکرد گیاهی، 9(39).
Abedi, M. J., Neyrizi, S., Ebrahimi Birang, N., Mahrani, M., Mehrdadi, M., Khaledi, H., & Cheraghi, A. (2002). The use of saline waters in sustainable agriculture. Iranian National Irrigation and Drainage Committee, 240 pages. (In Persian).
Afzal, I., Haq, M. Z. U., Ahmed, S., Hirich, A., & Bazile, D. (2023). Challenges and perspectives for integrating quinoa into the agri-food system. Plants, 12(19), 3361.
Alizadeh, M. A., & Isvand, H.R. (2004). Evaluation and the study of germination potential, speed of germination and vigor index of the seeds of two species of medicinal plants (Eruca sativa Lam., Anthemis altissima L.) under cold room and dry storage condition. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 20 (3), 301-307. (In Persian).
Alvarez-Jubete, L., Wijngaard, H., Arendt, E. K., & Gallagher, E. (2010). Polyphenol composition and in vitro antioxidant activity of amaranth, quinoa buckwheat and wheat as affected by sprouting and baking. Food Chemistry, 119(2), 770-778.
Amraie, N., Mansouri, A., & Omidi, H. (2021). Evaluation of the allopathic effects of quinoa residues on germination and morphophysiological traits of wheat. Iranian Journal of Seed Science and Research, 8(1), 29-44. (In Persian).
Azzam, C. R., Abd El-Naby, Z. M., Abd El-Rahman, S. S., Omar, S. A., Ali, E. F., Majrashi, A., & Rady, M. M. (2022). Association of saponin concentration, molecular markers, and biochemical factors with enhancing resistance to alfalfa seedling damping-off. Saudi Journal of Biological Sciences, 29(4), 2148-2162.
Bai, S. K., Ashwini, R., & Geetha, K. (2022). Allelopathy in Weed Management-A Review. Mysore Journal of Agricultural Sciences, 56(3).
Bianchini, A., Moraes, P. V. D. d., Jakubski, J. D., Rankrape, C. B., Gadyel, E., Schuster, M. C., & Rossi, P. (2019). Allelopathy of cover crops on the germination and initial development of Euphorbia heterophylla. Journal of Agricultural Science, 11(14), 74.
Bilalis, D. J., Travlos, I. S., Karkanis, A., Gournaki, M., Katsenios, G., Hela, D., & Kakabouki, I. (2013). Evaluation of the allelopathic potential of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Nardi Fundulea, Romanian Agricuiteral Research, 30.
Cheng, F., & Cheng, Z. (2015). Research progress on the use of plant allelopathy in agriculture and the physiological and ecological mechanisms of allelopathy. Frontiers in Plant Science, 6, 1020.
De Albuquerque, M. B., Dos Santos, R. C., Lima, L. M., Melo Filho, P. d. A., Nogueira, R. J. M. C., Da Câmara, C. A. G., & de Rezende Ramos, A. (2011). Allelopathy, an alternative tool to improve cropping systems. A review. Agronomy for Sustainable Development, 31, 379-395.
Dong, S., Yang, X., Zhao, L., Zhang, F., Hou, Z., & Xue, P. (2020). Antibacterial activity and mechanism of action saponins from Chenopodium quinoa Willd. husks against foodborne pathogenic bacteria. Industrial Crops and Products, 149, 112350.
El-Sadek, A., Balah, M., Romani, A., Francesca Ieri, F., Vignolini, P., Salem, E., Virtuosi, I. (2017). Allelopathic potential of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) genotypes on the germination and initial development of some weeds and crops. Egyptian Journal of Desert Research, 67(1), 25-45.
Hosseini Cici, S. Z. (2019). Allelopathic potential of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) on the germination and development of Pigweed (Amaranthus powellii). Paper presented at the The second international conference and the 6th National conference on organic and Conventional Agriculture, Ardabil, Iran. (In Persian).
Hosseini, M., Zamani, G. R., & Khazaei, M. (2009). Germination response of wild barley (Hordeum spontaneum Koch.) to salt and drought stress in different concentration of sodium chloride and polyethylene glycol 6000. Environmental Stresses in Agricultural Sciences, 2(1),65-72. (In Persian).
Ikic, I., Maricevic, M., Tomasovic, S., Gunjaca, J., Satovic, Z., & Sarcevic, H. (2012). The effect of germination temperature on seed dormancy in Croatian-grown winter wheats. Euphytica, 188, 25-34.
ISTA. (2013). Germination Committee. Committee report 2010-2013.
Koziol, M. J. (1991). Afrosimetric estimation of threshold saponin concentration for bitterness in quinoa (Chenopodium quinoa Willd). Journal of the Science of Food and Agriculture, 54(2), 211-219.
Majeed, A., Chaudhry, Z., & Muhammad, Z. (2012). Allelopathic assessment of fresh aqueous extracts of Chenopodium album L. for growth and yield of wheat (Triticum aestivum L.). Pakistan Journal of Botany, 44(1), 165-167.
Mansouri, A., Amraie, N., & Omidi, H. (2020). Allopathic effects of quinoa (Chenopodium quinoa willd) residues on electrolyte leakage, biochemical content, antioxidants and photosynthetic pigments of wheat (Triticum aestivum L.). Plant Process and Function, 9(39) 15-28 (In Persian).
Michel, B. E. (1983). Evaluation of the water potentials of solutions of polyethylene glycol 8000 both in the absence and presence of other solutes. Plant physiology, 72(1), 66-70.
Schandry, N., & Becker, C. (2020). Allelopathic plants: models for studying plant–interkingdom interactions. Trends in Plant Science, 25(2), 176-185.
Shah, S., & Khan, Y. (2022). Allelopathic potential, nutritional qualities, and responses of Chenopodium quinoa (Willd.) to abiotic stress conditions-a review. Turkish Journal of Botany, 46(6), 553-566.
Shakeri, M., Shamsi, H., Salehi, M., & Baghestani, M. A. (2025). Allelopathic effects of quinoa (Chenopodium quinoa Willd) residues on germination and growth of wild barley (Hordeum spontaneum C. Koch). Allelopathy Journal, 66 (1), 47-58.
Shakeri, M., Shamsi, H., Salehi, M., & Baghestani, M. A. (2024). Evaluation of the allelopathic effects of saponin and Quinoa (Chenopodium quinoa) residues extract on germination indexes of Hordeum spontaneum in laboratory condition. Paper presented at the 25th Iranian Plant Protection Congress, Tehran, Iran.
Shakeri, M., Sodaizadeh, H., & Hakimi, M. H. (2013). Allelopathic and nematodicidal effects of capparis spinosa aqueous extract on growth parameters of cucumber and tomato. Journal of Agricultural Science and Sustainable Peoduction, 23(2), 97-111. (In Persian).
Weir, T. L., Park, S.-W., & Vivanco, J. M. (2004). Biochemical and physiological mechanisms mediated by allelochemicals. Current Opinion in Plant Biology, 7(4), 472-479.
Zaynab, M., Sharif, Y., Abbas, S., Afzal, M. Z., Qasim, M., Khalofah, A., & Li, S. (2021). Saponin toxicity as key player in plant defense against pathogens. Toxicon, 193, 21-27.
به زراعی کشاورزی
دوره 28، شماره 2
تیر 1405
صفحه 223-240
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار