شکست خواب بذر خارشتر (alhagi maurorum) با استفاده از پیش‌تیمارهای مختلف و ارزیابی حدآستانه تحمل شوری در مرحله جوانه‌زنی

مقدمه: خارشتر (alhagi maurorum) تحمل بالایی به تنش‌های شوری و خشکی دارد و کیفیت علوفه آن از کاه غلات بالاتر و در حد یونجه می‌باشد. بذرهای خارشتر به‌دلیل پوسته سخت، به‌راحتی جوانه نمی‌زنند؛ لذا کشت آن به‌عنوان یک محصول کشاورزی، نیازمند تحقیقات بیشتری به‌ویژه در زمینه شکستن خواب و افزایش جوانه‌زنی است. علی‌رغم مطالعات فراوان در مورد خارشتر به‌عنوان یک علف‌هرز، تحقیقات در مورد بررسی فاکتورهای زراعی خارشتر به‌عنوان یک گیاه زراعی بسیار اندک است؛ بنابراین، در این مطالعه، برخی جوانب جوانه‌زنی و تحمل به شوری آن بررسی شده است.مواد و روش‌ها: در این پژوهش جوانب مختلف جوانه‌زنی خارشتر در مرکز ملی تحقیقات شوری در سال 1397 بررسی شد. در آزمایش اول پیش‌تیمارهای مختلف شامل شاهد، خراش‌دهی فیزیکی با کاغذ سنباده، هیدروپرایمینگ، آب جوش و اسیدسولفوریک بررسی گردیدند. با انتخاب تیمار پرایمینگ اسیدسولفوریک به‌عنوان تیمار برتر، در آزمایش دوم و سوم، زمان‌ها (5، 10، 15، 20 و 25 دقیقه) و غلظت‌های مختلف اسیدسولفوریک (98 و 75 درصد) مقایسه گردید. در آزمایش چهارم بذرهای برداشت‌شده در سال‌های 1397 با 1396 و 1395 مقایسه شدند. تاثیر سطوح مختلف تنش شوری (صفر، 6، 12، 18، 24، 30 و 36 دسی‌زیمنس برمتر) بر جوانه‌زنی و رشد اولیه خارشتر در آزمایش پنجم بررسی شد. در آزمایش ششم تیمارهای رژیم نوری شامل تاریکی ممتد، روشنایی ممتد و دوره‌های متناوب تاریکیروشنایی و در آزمایش هفتم فاکتور اثرات بذر خواهری (بذرهای کنارهم و جداگانه) مقایسه شدند. درصد جوانه‌زنی و طول گیاهچه اندازه‌گیری و حدآستانه تحمل به شوری و کاهش 50% جوانه‌زنی برآورد شد. یافته‌ها: نتایج آزمایش اول نشان داد که بیشترین درصد جوانه‌زنی در پیش‌تیمار اسیدسولفوریک (57 درصد) به‌دست آمد که بیش از 6 برابر جوانه‌زنی در تیمار شاهد بود. در آزمایش دوم مشاهده شد که بیشترین درصد جوانه‌زنی (81 درصد) و رشد گیاهچه (5.7 سانتی‌متر) از پیش تیمار اسیدسولفوریک 98 درصد به‌مدت 25 دقیقه به‌دست آمد. نکته مهم اینکه این نتیجه در اسیدسولفوریک ساخت داخل به‌دست آمد که در مورد اسیدسولفوریک تولید خارج، بیشترین جوانه‌زنی و رشد گیاهچه در غلظت 75 درصد مشاهده شد. در آزمایش چهارم مشخص شد که حداقل سه سال طول عمر بذر تاثیر معنی‌داری بر جوانه‌زنی بذر نداشت. افت شدید جوانه‌زنی و کاهش رشد در شوری 30 دسی‌زیمنس برمتر مشاهده شد. با این‌وجود، حتی در شوری 36 دسی‌زیمنس برمتر نیز جوانه‌زنی متوقف نشد. در آزمایش‌های ششم و هفتم مشخص شد که تفاوت معنی‌داری بین جوانه‌زنی بذرهای کاشته شده در تاریکی، روشنایی یا دوره‌های متناوب تاریکیروشنایی و بذرهایی کنارهم نسبت به بذرهای با فاصله مشاهده نشد؛ بنابراین، بذر خارشتر فتوبلاستیک نیست و در کناهم قرارگرفتن بذرهای خارشتر تاثیر منفی (اثر خواهری) بر یکدیگر ندارند.نتیجه‌گیری: به‌طورکلی بهترین روش برای بهبود جوانه‌زنی، پیش‌تیمار بذر با اسیدسولفوریک داخلی با غلظت 98 درصد و اسیدسولفوریک خارجی با غلظت 75 درصد به‌مدت 25 دقیقه است. با توجه به حصول درصد جوانه‌زنی بالا در تیمار اسیدسولفوریک (خراش‌دهی شیمیایی) به‌نظر می‌رسد خواب بذر خارشتر احتمالا فیزیکی باشد. همچنین حدآستانه تحمل به شوری این گیاه 14.2 دسی‌زیمنس برمتر برآورد شده است، ولی در شوری‌های بسیار بالاتر نیز قابلیت جوانه‌زنی حداقلی را دارد. تنش ملایم شوری، نه‌تنها جوانه‌زنی این گیاه را کاهش نمی‌دهد، بلکه برای تحریک رشد لازم است. با توجه به‌تحمل بالای شوری خارشتر در مرحله جوانه‌زنی، کشت آن در سیستم‌های شورورزی برای بررسی بیشتر توصیه می‌شود.

Breaking Seed Dormancy of Camelthorn (Alhagi maurorum) Using Different Treatments and Salinity Tolerance Threshold Level Evaluation at Germination Stage

DOR: 98.1000/23831251.1399.7.181.13.1.1588.1610Extended abstractIntroduction: Camelthorn (Alhagi maurorum) has a high tolerance to salt and water stresses, and its forage quality is greater than cereal straw and is equal to alfalfa. Seeds of camelthorn do not germinate easily due to the hard seed coat. Therefore, camelthorn cultivation as an agricultural crop needs more research, especially on breaking seed dormancy and increasing germination. Despite numerous studies about camelthorn as a weed, there are few studies on evaluating agronomic factors of camelthorn as a field crop. Hence, in this study, some aspects of germination and salinity tolerance of camelthorn were examined.Materials and Methods: In this research, different aspects of camelthorn germination were examined at the National Salinity Research Center in 2018. In the first experiment, different pretreatments including control, sandpaper, hydropriming, hot water, and sulphuric acid were assessed. With the selection of sulphuric acid as the best treatment, varying durations (0, 5, 10, 15, 20, and 25 min) and concentrations (98% and 75%) of sulphuric acid priming were compared in the second and third experiments. In the fourth experiment, the seeds collected in 2018 were compared with the seeds collected in 2017 and 2016. The effect of different salt stress levels (0, 6, 12, 18, 24, 30, and 36 dS m1) was evaluated on camelthorn germination and early growth in the fifth experiment. In the sixth experiment, lighting regimes including continuous dark, continuous light, and an alternative period of dark light were examined and in the seventh experiment sibling factors (together and individual seeds) were evaluated. Seed germination and seedling length were calculated and salinity tolerance threshold levels and 50% reduction threshold were estimated.Results: The results of the first experiment showed that the highest germination percentage was obtained in sulphuric acid priming (56.6%), which was six folds greater than the control. In the second experiment, it was shown that the highest germination percentage (81.1%) and seedling growth (5.7 cm) was observed in sulphuric acid priming 98% for 25 min. Important note was that these results were related to domestically produced sulphuric acid, and the highest germination and seedling growth were observed in 75% concentration for the imported sulphuric acid. In the fourth experiment, it was found that at least 3 years of seed longevity had no significant effect on seed germination. Considerable losses in germination and growth were observed from 30 dS m1 salinity level; however, germination did not completely stop even at 36 dS m1 salinity. In the sixth and the seventh experiments, it was found that there were no significant differences between seeds germination in the continuous dark, continuous light, and an alternative period of dark light as well as between individual and together seeds. So, camelthorn seed is not photoblastic and had no negative sibling factor.Conclusions: Generally, it was concluded that the best method for improving germination is priming with sulphuric acid 98% (internal) or 75% (imported) for 25 min. According to achievement of high germination in sulphuric acid pretreatments (chemical scarification), it seems that seed dormancy in camelthorn is presumably physical. Furthermore, although the salinity tolerance threshold of this plant is estimated 14.2 dS m1, it can germinate minimally even in very higher salinity. Light salt stress not only decreases the germination of this plant but also is necessary for growth promoting. Based on the high salinity tolerance of camelthorn in the germination stage, its cultivation in haloculture systems is recommended for more investigation.Highlights:1 Sulphuric acid 98% priming for 25 min led to breaking seed dormancy and acceptable camelthorn germination.2 In moderate salinity, germination was not significantly changed and seedling growth was promoted compared with the nonstress conditions.3 Salinity tolerance threshold level of camelthorn was estimated 14.2 dS m1.