اثر پرایمینگ بذر بر عملکرد دانه، درصد پروتئین و غلظت برخی عناصر غذایی در دانه گندم دیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری زراعت، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

2 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

3 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

4 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

چکیده

مقدمه:
گندم منبع اصلی پروتئین در تغذیه انسان می‌باشد و 22 درصد از سطح زیر کشت جهانی را به خود اختصاص داده است. تنش خشکی از مهم‌ترین عوامل محدود کننده تولید گندم در سراسر جهان می‌باشد. استراتژی‌های مختلفی برای بهبود رشد گیاهان در محیط‌های دارای تنش وجود دارد که پرایم کردن بذور با ترکیبات مختلف، یکی از آن‏ها می‏باشد. محصولات گندم عمدتاً به‌عنوان کالاهای پخته شده استفاده می‌شوند، بنابراین کیفیت آرد آن اهمیت ویژه‎ای دارد. یکی از پارامترهای تعیین کننده کیفیت آرد گندم، پروتئین دانه است. همچنین در ایران به دلیل آهکی بودن خاک، کمبود ماده آلی و اسیدیته بالا، کاربرد خاکی عناصرغذایی اثر چندانی در دسترسی گیاه به آن‎ها ندارد، در چنین شرایطی پرایم کردن بذر گندم می‌تواند اثرات مثبتی بر افزایش عناصر غذایی موجود در دانه داشته باشد.
مواد و روش‌ها:
این آزمایش با هدف بررسی اثر پرایمینگ بذر بر عملکرد، درصد پروتئین و غلظت برخی عناصر غذایی دانه گندم دیم (رقم آذر 2) در دو سال زراعی 98-1397 و 99-1398 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمار‌های پرایمینگ شامل شاهد (بدون پرایمینگ)، پرایمینگ با کلرید پتاسیم (یک درصد)، اوره (دو درصد)، سولفات روی (6/0 درصد)، کلرید کلسیم (4/1 درصد)، ویتاسپرین (1/0 درصد)، سیتوکینین (50 میلی‌گرم در لیتر) و هیدروپرایم بودند.
یافته‌ها:
نتایج نشان داد که عملکرد دانه در سال زراعی 98-1397 بالاتر از سال زراعی 99-1398 بود که احتمالاً دلیل این امر بیشتر بودن میزان بارندگی در این سال (19 درصد) می‌باشد. در هر دو سال زراعی، پرایمینگ بذور با آب، منجر به بهبود عملکرد دانه شد. بیشترین و کمترین درصد پروتئین دانه به‎ترتیب در تیمار پرایم بذور با کلرید پتاسیم و تیمار پرایم بذور با کلرید کلسیم مشاهد شد. همچنین بالاترین غلظت روی در دانه در تیمار پرایم بذور با سولفات روی به دست آمد. در هر دو سال زراعی پرایمنگ بذور اثر معنی‌داری بر غلظت پتاسیم و فسفر دانه نداشت.
نتیجه گیری:
با توجه به هزینه بالای استفاده از ترکیبات شیمیایی برای پرایم کردن بذور و اثرات مثبت هیدروپرایم در افزایش عملکرد دانه، هیدروپرایم را می‌توان به‌عنوان روشی مقرون به‌صرفه برای افزایش عملکرد در شرایط دیم پیشنهاد کرد. از طرفی با اثرات مثبتی که پرایم بذور بر درصد پروتئین دانه (پرایم با کلرید پتاسیم) و غلظت روی (پرایم با سولفات روی) در دانه داشت، می‌توان از آن برای بهبود پروتئین دانه، افزایش کیفیت آرد حاصل از گندم، افزایش میزان روی و کاهش سوء‎تغذیه ناشی از کمبود روی بهره برد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of seed priming on grain yield, protein content and concentration of some nutrients in dryland wheat grain

نویسندگان [English]

  • Firuzeh Sharifi Kalyani 1
  • Adel Siosemardeh 2
  • Farzad Hosseinpanahi 3
  • Saeid Jalali Honarmand 4
1 PhD student in Agriculture, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran.
2 Associate Professor Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran.
4 Associate Professor, Department of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences and Engineering, Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University, Kermanshah, Iran.
چکیده [English]

Introduction:
Wheat is the most important source of protein in human nutrition, accounting for 22% of the world cultivated area. Drought stress is one of the most significant constraints to wheat production around the world. Plant growth in adverse situations can be improved by a variety of tactics, one of which is seed priming with various chemicals. Because wheat products are mostly cooked, the quality of the flour is very important. Grain protein is one of the factors that determines the quality of wheat flour. Because of the calcareous soil, lack of organic matter, and high acidity in Iran, soil application of nutrients has minimal effect on plant access to them. In such conditions, seed priming can help increase nutritional content in the wheat grain.
Materials and methods:
This experiment aimed to investigate the effect of seed priming on yield, protein percentage and concentration of some nutrients of dryland wheat grain (cultivar Azar 2). The experiment was carried out based on a randomized complete blocks design with three replications in the Research Farm of Kurdistan University during two cropping years (2018-2019 and 2019-2020). Priming treatments were included control (without priming), potassium chloride (1%), urea (2%), zinc sulfate (0.6%), calcium chloride (1.4%), vitasprin (0.1 %), cytokinin (50 mg / L) and hydroprim.
Results:
The results showed that grain yield was higher in 2018-2019 than in 2019-2020, which is likely due to the higher rainfall this year (19%). Seed priming with water led to improved grain yield in both cropping years. The highest and lowest percentages of grain protein were observed in seed priming treatment with potassium chloride and seed priming treatment with calcium chloride, respectively. Also, the highest concentration of zinc in the grain was obtained in the treatment of seed priming with zinc sulfate. Seed priming had no significant effect on the grain concentrations of potassium and phosphorus in both cropping years.
Conclusion:
Due to the high cost of using chemical compounds for seed priming and the positive effects of hydroprim in increasing grain yield in this experiment, hydroprim can be suggested as a cost-effective way to increase yield in dryland conditions. On the other hand, with the positive effects that seed priming has on the percentage of grain protein (prime with potassium chloride) and zinc concentration (prime with zinc sulfate) in the grain, it can be used to improve grain protein, increase the quality of wheat flour, increase zinc concentration and reduce malnutrition due to zinc deficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dryland wheat
  • Grain quality
  • Hydropriming
  • Pretreatment
  • Zinc

مراجع

Abdolahi, M., & Shekari, F. 2013. Effects of seed priming by salicylic acid on wheat cv. Alvand bread quality under late sowing condition. Iranian Journal of Crops Improvement, 15 (2), 87-98. [In Persian]. DOI: 10.22059/JCI.2013.36101
Amiri, R., Bahraminejad, S., Sasani, S., Jalali-Honarmand, S., & Fakhri, R. 2015. Bread wheat genetic variation for grain’s protein, iron and zinc concentrations as uptake by their genetic ability. European Journal of Agronomy, 67, 20–26. https://doi.org/10.1016/j.eja.2015.03.004
Basra, S. M. A., Farooq, M., Tabassum, R., & Ahmed, N. 2006. Evaluation of seed vigour enhancement techniques on physiological and biochemical basis in coarse rice (Oryza sativa L.). Seed Science and Technology, 34 (3), 719–728. https://doi.org/10.15258/sst.2006.34.3.18
Bhanuprakash, K., & Yogeesha, H. S. 2016. Seed Priming for Abiotic Stress Tolerance: An Overview. In: Rao, N., Shivashankara, K., & Laxman, R. (eds). Abiotic Stress Physiology of Horticultural Crops. Springer, New Delhi. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2725-0_6
Chapman, H. D., & Pratt, P. F. 1962. Methods of analysis for soils, plants and waters. Soil Science, 93 (1), 68.‏ https://doi:10.1097/00010694-196201000-00015 
Donaldson, E., Schillinger, W. F., & Dofing, S. M. 2001. Straw production and grain yield relationships in winter wheat. Crop Science, 41 (1), 100-106.‏ https://doi.org/10.2135/cropsci2001.411100x
Dupont, F. M., & Altenbach, S. B. 2003. Molecular and biochemical impacts of environmental factors on wheat grain development and protein synthesis. Journal of Cereal Science, 38 (2), 133–146. https://doi.org/10.1016/S0733-5210(03)00030-4
Eskandari, I., & Roustaei, M. 2007. Determination of appropriate seeding depth for bread wheat genotypes in cold drylands area of maragheh. Iranian Journal of Seed and Plant, 23 (3), 357-371. [In Persian].
Farooq, S., Shahid, M., Khan, M. B., Hussain, M., & Farooq, M. 2015. Improving the productivity of bread wheat by good management practices under terminal drought. Journal of Agronomy and Crop Science, 201 (3), 173-188. https://doi.org/10.1111/jac.12093
Giri, G. S., & Schillinger, W. F. 2003. Seed priming winter wheat for germination, emergence, and yield. Crop Science, 43 (6), 2135–2141. https://doi.org/10.2135/cropsci2003.2135
Hafez, E. M., & Gharib, H. S. 2016. Effect of exogenous application of ascorbic acid on physiological and biochemical characteristics of wheat under water stress. International Journal of Plant Production, 10 (4), 579-596. https://doi.org/10.22069/ijpp.2016.3051
Harris, D. 2006. Dvelopment and testing of “on-farm” seed priming. CAZS Natural Resources, 3 (6), 129–177. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(06)90004-2
Harris, D., Miraj, G., Arif, M., & Shah, H. 2007. increase the maize yields of resource-poor farmers ‘ On-farm ’ seed priming with zinc sulphate solution a cost-effective way to increase the maize yields of resource-poor farmers. Field Crops Research, 102, 119–127. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2007.03.005
Harris, D., Rashid, A., Miraj, G., Arif, M., & Yunas, M. 2008. “On-farm” seed priming with zinc in chickpea and wheat in Pakistan. Plant and Soil, 306 (1–2), 3–10. https://doi.org/10.1007/s11104-007-9465-4
Hussain, S., Maqsood, M. A., Rengel, Z., & Aziz, T. 2012. Biofortification and estimated human bioavailability of zinc in wheat grains as influenced by methods of zinc application. Plant and Soil, 361 (1–2), 279–290. https://doi.org/10.1007/s11104-012-1217-4
Jones, J., Wolf, B., & Mills H. A.)1991. Plant Analysis Handbook: A Practical Sampling, Preparation, Analysis, and Interpretation Guide. Micro-Macro Publishing, Athens, GA, USA.
Keshavarz, A., Esfandiyaripour, E. M., Tavazo, M., Ahmadifar, M., & Khanchi, M. 2016. Wheat seed multiplication and supplying program. Agricultural Extension and Education Publications [In Persian].
Meena, R. P., Sendhil, R., Tripathi, S., Chander, S., Chhokar, R., & Sharma, R. 2014. Hydro-priming of seed improves the water use efficiency, grain yield and net economic return of wheat under different moisture regimes. SAARC Journal of Agriculture, 11 (2), 149–159. https://doi.org/10.3329/sja.v11i2.18410
Narimani, H., Rahimi, M., Ahmadikhah, A., & Vaezi, B. 2010. Study on the effects of foliar spray of micronutrient on yield and yield components of durum wheat. Archives of Applied Science Research, 2 (6), 168–176.
Passioura, J. B., & Angus, J. F. 2010. Improving productivity of crops in water-limited environments. Advances in Agronomy, 106, 37-75.‏ https://doi.org/10.1016/S0065-2113(10)06002-5
Pavia, I., Roque, J., Rocha, L., Ferreira, H., Castro, C., Carvalho, A., Silva, E., Brito, C., Gonçalves, A., Lima-Brito, J., & Correia, C. 2019. Zinc priming and foliar application enhances photoprotection mechanisms in drought-stressed wheat plants during anthesis. Plant Physiology and Biochemistry, 140, 27–42. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2019.04.028
Pena, R. J., Trethowan, R., Pfeiffer, W. H., & Ginkel, M. Van. 2002. Quality (end-use) improvement in wheat. Journal of Crop Production, 5(1–2), 1–37. https://doi.org/10.1300/j144v05n01_02
Rehman, A., Farooq, M., Ahmad, R., & Basra, S. M. A. 2015. Seed priming with zinc improves the germination and early seedling growth of wheat. Seed Science and Technology, 43 (2), 262–268. https://doi.org/10.15258/sst.2015.43.2.15
Reis, S., Pavia, I., Carvalho, A., Moutinho-Pereira, J., Correia, C., & Lima-Brito, J. 2018. Seed priming with iron and zinc in bread wheat: effects in germination, mitosis and grain yield. Protoplasma, 255 (4), 1179–1194. https://doi.org/10.1007/s00709-018-1222-4
Rossmann, A., Buchner, P., Savill, G. P., Hawkesford, M. J., Scherf, K. A., & Mühling, K. H. 2019. Foliar N application at anthesis alters grain protein composition and enhances baking quality in winter wheat only under a low N fertiliser regimen. European Journal of Agronomy, 109, 125909. https://doi.org/10.1016/j.eja.2019.04.004
Saddiq, M. S., Iqbal, S., Afzal, I., Ibrahim, A. M. H., Bakhtavar, M. A., Hafeez, M. B., Jahanzaib, & Maqbool, M. M. 2019. Mitigation of salinity stress in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings through physiological seed enhancements. Journal of Plant Nutrition, 42(10), 1192–1204. https://doi.org/10.1080/01904167.2019.1609509
Subramanyam, K., Laing, G. D., & Van Damme, E. J. M. 2019. Sodium selenate treatment using a combination of seed priming and foliar spray alleviates salinity stress in rice. Frontiers in Plant Science, 10, 1–17. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00116
Yari, L., Khazaei, F., Sadeghi, H., & Sheidaei S.. 2011. Effect of seed priming on grain yield and yield components of bread wheat (Triticum aestivum L.). ARPN Journal of Agriculture and Biological Sciences, 6 (6), 1–5.
Zhang, J., Zhang, S., Cheng, M., Jiang, H., Zhang, X., Peng, C., Lu, X., Zhang, M., & Jin, J. 2018. Effect of drought on agronomic traits of rice and wheat: A meta-analysis. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15 (5), 839. https://doi.org/10.3390/ijerph15050839
بیوتکنولوژی و بیوشیمی غلات
دوره 1، شماره 1 - شماره پیاپی 1
فروردین 1401
صفحه 88-100

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار