کاربرد مدل زمان حرارتی جهت ارزیابی تیمارهای پرایمینگ بر جوانه‌زنی بذر ارقام برنج (oryza sativa) در پاسخ به دما

مقدمه: با توجه به کمبود روزافزون آب در جهان، استفاده از روش کاشت هوازی برنج بهعنوان یک روش جایگزین برای کاشت نشائی برنج معرفی شده است. یکی از مشکلات موجود در این روش، جوانه‌زنی و سبز شدن پایین و غیریکنواخت ناشی از قدرت کم بذرهای برنج است. یکی از راهکارهایی که باعث بهبود سرعت و یکنواختی جوانه‌زنی در این شرایط می‌گردد، پرایمینگ بذر است. هدف از این تحقیق، بررسی کارایی تیمارهای پرایمینگ بر جوانه‌زنی بذرهای ارقام مختلف برنج در شرایط دمایی مختلف با کمک مدل زمان حرارتی بود.مواد و روش‌ها: این تحقیق در آزمایشگاه تحقیقات بذر دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال 1399 انجام شد. در این آزمایش، جوانه‌زنی بذرهای سه رقم برنج (ندا، آنام و طلوع) در دماهای مختلف (15، 20، 25، 30 و 35 درجه سلسیوس) با تیمارهای پرایمینگ شامل شاهد، اسموپرایمینگ با نیترات پتاسیم 1 درصد، اسموپرایمینگ با کلرید پتاسیم 2 درصد، اسموپرایمینگ با کلرید کلسیم 4 درصد، اسموپرایمینگ با گلایسین بتائین 10 میلی‌گرم در لیتر، اسموپرایمینگ با اسید سالیسیلیک 10 میلی‌گرم در لیتر،  اسموپرایمینگ با اسید آسکوربیک 10 میلی‌گرم در لیتر و هیدروپرایمینگ،  در دماهای مختلف بررسی شد.یافته‌ها: نتایج این تحقیق نشان داد تیمارهای پرایمینگ تاثیر معنی داری بر بهبود درصد جوانه‌زنی ارقام برنج در دماهای مختلف نداشت. مدل زمان حرارتی بر اساس توزیع دوجمله‌ای برازش مناسبی به داده‌های درصد جوانه‌زنی تجمعی در کلیه تیمارهای پرایمینگ داشت. از بین پارامترهای مدل زمان حرارتی، بیشترین تاثیر تیمارهای پرایمینگ بر کاهش پارامتر حرارتی و به دنبال آن کاهش پارامتر سیگما بود که منجر به افزایش سرعت و یکنواختی جوانه‌زنی گردید. تیمارهای پرایمینگ تاثیر معنی‌داری بر دمای پایه نداشت. همچنین واکنش ارقام برنج به تیمارهای پرایمنگ متفاوت بود و در ارقام آنام و ندا پرایمینگ با کلرید کلسیم و در رقم طلوع هیدروپرایمینگ بر پارامترهای این مدل بهویژه زمان حرارتی تا 50 درصد جوانه‌زنی موثرتر بودند.نتیجه‌گیری: به‌طورکلی تیمارهای پرایمینگ تاثیری بر بهبود دمای پایه ارقام برنج نداشت؛ اما تاثیر معنی‌داری بر سرعت جوانه‌زنی و یکنواختی جوانه‌زنی داشت؛ ازآنجاکه یکی از مشکلات اصلی کاشت برنج هوازی، پایین بودن سرعت و یکنواختی جوانه‌زنی است، می‌توان از تیمارهای پرایمینگ مناسب برای هر رقم  برای افزایش سرعت و یکنواختی جوانه‌زنی و سبز شدن برنج در این سیستم استفاده کرد.

application of the thermal time model to assess the effects of priming treatments on seed germination of rice (oryza sativa) cultivars in response to temperature

extended abstractintroduction: with regard to the ever-growing water deficit in the world, the adoption of the direct-seeded rice cultivation system has been suggested as an alternative to the transplanting method. one of the disadvantages of the direct-seeded method is low and non-uniform germination and emergence due to low seed vigor in rice. priming is a technique which improves the rate and uniformity of seed germination under these conditions. thus, this study aimed to investigate the effects of priming treatments on seed germination of different rice cultivars under different temperature conditions using the thermal time model.materials and methods: this study was conducted in 2019 at the seed research laboratory of gorgan university of agricultural sciences and natural resources. in this experiment, germination of primed and non-primed seeds in three rice cultivars (nada, anam, and tolo) was investigated under different temperatures (15, 20, 25, 30, and 35°c). the priming treatments which consisted of control, hydropriming, and osmopriming with different chemicals (potassium chloride 2%, potassium nitrate 1%, calcium chloride 4%, glycine betaine 10 ppm, salicylic acid 10 ppm, and ascorbic acid 10 ppm) were investigated under different temperatures.results: the results showed that priming treatments had no significant effect on the seed germination percentage of rice cultivars at different temperatures. the thermal time model based on binomial distribution fitted well to cumulative germination percentages in all priming treatments. among the parameters of the thermal time model, the greatest priming effect was on the reduction of the thermal coefficient, followed by the reduction of the sigma coefficient, which resulted in the increased rate and uniformity of germination. priming treatments had no significant effect on base temperature. also, the responses of rice cultivars to seed priming treatments varied so that in anam and neda, priming with calcium chloride but in tolo, hydropriming was more effective on the model parameters, especially thermal time to 50% of germination.conclusion: in general, priming treatments did not affect the base temperature of germination in rice cultivars, but they significantly affected the rate and uniformity of seed germination. as the latter issue is one of the main problems in the direct-seeded rice system, suitable priming treatments for each cultivar can be adopted to increase the rate and uniformity of seed germination and emergence in this system.highlights:the thermal time model can be used to select the appropriate priming treatment for improving seed germination components of rice cultivars.the responses of rice cultivars to different seed priming treatments were different.priming treatments did not improve the base temperature of seed germination in rice cultivars, but they significantly affected seed germination rate and uniformity.