مقایسه عملکرد دانه و خصوصیات غذایی لاین‌های امیدبخش گندم نان با شاهد مهرگان در شرایط کشاورزان مناطق داراب و فسا استان فارس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، داراب، ایران.

2 بخش تحقیقات گیاهپزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، داراب، ایران.

چکیده

مقدمه: آزمایش­های به­نژادی با بررسی نسل­های در حال تفرق به­عنوان منبع مهم ایجاد تنوع ژنتیکی شروع شده و با مقایسه ژنوتیپ­ها در آزمایش­های مقایسه عملکرد مقدماتی، پیشرفته و سازگاری ادامه می­یابد. لاین­های برتر برای بررسی بیشتر نیاز به بررسی تحت شرایط واقعی مزرعه دارند. لاین­های انتخابی به­همراه رقم­های رایج منطقه، در آزمایش بررسی مقایسة عملکرد، تحت عنوان آزمایش­های تحقیقی و ترویجی مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش­های مقایسه عملکرد به منظور بررسی تفاوت لاین­های جدید با رقم­ها رایج از نظر عملکرد دانه، مقاومت به بیماری، زودرسی و مصرف کمتر آب در خارج از ایستگاه­های تحقیقاتی منطقه انجام می‌گیرد. همچنین این آزمایش در مزارع کشاورزان، سبب آشنایی بیشتر کشاورزان، کارشناسان و مروجین با اطلاعات و خصوصیات لاین­های جدید می­گردد.
مواد و روش‌ها: این پژوهش به­منظور مقایسه خصوصیات زراعی و کیفی سه لاین امیدبخش گندم نان S-98-7، S-98-11  و  S-98-22با رقم مهرگان به­عنوان شاهد محلی در در شهرستان­های فسا و داراب که دارای آب و هوای گرم است در فصل زراعی 1401-1402 مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. مقدار بذر مصرفی بر اساس 400 عدد بذر در مترمربع (معادل 180 کیلوگرم در هکتار) و مساحت 2000 مترمربع در نظر گرفته شد. داده­های روز تا سبز شدن، ظهور سنبله و رسیدگی فیزیولوژیک، تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبله در متر مربع، حساسیت به ریزش دانه، ارتفاع بوته، خوابیدگی بوته، عملکرد دانه، وزن هزاردانه و بیماری­های مهم گیاهی (زنگ زرد، زنگ ساقه، زنگ قهوه­ای، لکه برگی سپتوریایی، لکه نواری سپتوریایی) ثبت شدند. به­منظور بررسی ارزش غذایی، خصوصیات کیفی نانوایی آنها (میزان پروتئین، حجم رسوب زلنی، شاخص سختی، درصد گلوتن مرطوب، اندیس گلوتن، رسوب SDS و وزن هکتولیتر) تجزیه گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که از نظر تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیک در بین ژنوتیپ­های مورد آزمایش تفاوت معنی­داری مشاهده نشد. بر اساس نتایج داراب، فسا و میانگین هر دو آزمایش، لاین S-98-22 بیشترین عملکرد دانه (به­ترتیب 10006 ، 9880 و 9943 کیلوگرم در هکتار) را به­خود اختصاص داد و در مقایسه با عملکرد شاهد (داراب (9947 کیلوگرم در هکتار)، فسا (8571 کیلوگرم در هکتار) و میانگین دو منطقه (9259 کیلوگرم در هکتار) بیشتر بود. بر اساس مشاهدات انجام شده، در هر دو منطقه، خوابیدگی، بیماری‌های لکه‌برگی سپتوریایی، لکه نواری باکتریایی، زنگ زرد، زنگ قهوه‌ای و زنگ ساقه مشاهده نگردید و فقط 5 درصد زنگ زرد در رقم شاهد در آزمایش فسا و 5 درصد خوابیدگی در رقم شاهد در آزمایش داراب گزارش شد. در نهایت شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده‌آل (SIIG)، در هر دو منطقه، لاین S-98-22 را به­عنوان برترین لاین، بر اساس صفات مورد بررسی انتخاب کرد. همچنین با توجه به خصوصیات کیفی، لاین S-98-22 با داشتن بیشترین گلوتن مرطوب، شاخص گلوتن و محتوای پروتئین و حجم رسوب زلنی مناسب، بالاترین کیفیت نانوایی را داشت. البته سایر ژنوتیپ­ها نیز در محدوده ژنوتیپ­هایی با کیفیت نانوایی مطلوب قرار داشتند.
نتیجه‌گیری: با توجه به ویژگی­های زراعی مناسب از جمله عملکرد بالای دانه و تحمل به تنش خشکی آخر فصل و خصوصیات کیفی، می­توان لاین­ S-98-22  را به­عنوان یک رقم جدید گندم نان برای مناطق گرم و خشک معرفی گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Comparison of Performance and Nutritional Traits of Promising Wheat Lines with the Local Control Mehrgan under Farmers' Conditions in Darab and Fasa, Fars Province

نویسندگان [English]

  • Alireza Askari kelestani 1
  • Hassan Zali 1
  • Ebrahim Mamnoie 2
1 Crop and Horticultural Science Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Darab, Iran.
2 Plant Protection Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Darab, Iran.
چکیده [English]

Introduction: Breeding experiments initiated with the examination of segregating generations serve as a significant source for creating genetic diversity, continuing with comparing genotypes in preliminary, advanced, and adaptability performance trials. Superior lines require further investigation under real farm conditions. Selected lines, along with common regional varieties, were assessed in performance comparison experiments, categorized as On-farm trials. These comparisons aim to evaluate new lines against traditional varieties concerning higher grain yield, disease resistance, early maturity, and lower water consumption outside of the research station areas. Additionally, conducting these trials on farmers' fields enhances the awareness of farmers, experts, and extension agents regarding the characteristics of new lines.
Materials and methods: This study aimed to compare the agronomic and quality traits of three promising bread wheat lines (S-98-7, S-98-11, and S-98-22) with the local control variety Merghan in the warm climates of Fasa and Darab during the cropping season 2022-2023. The seed rate was set at 400 seeds per square meter (equivalent to 180 kg per hectare) over 2000 square meters. Data on days to germination, spike emergence, physiological maturity, number of grains per spike, number of spikes per square meter, sensitive to shedding, plant height, lodging, grain yield, thousand-grain weight, and major plant diseases (yellow rust, stem rust, brown rust, septoria leaf blotch, and septoria strip blotch) were recorded. Quality traits related to baking (protein content, Zeleny mix volume, hardness index, wet gluten percentage, gluten index, SDS sedimentation, and hectoliter weight) were analyzed to examine the nutritional value.
Results: Results indicated no significant differences in the number of days to physiological maturity among the tested genotypes. Based on the results from Darab, Fasa, and the average of both experiments, Line S-98-22 yielded the highest grain production (10,006; 9,880; and 9,943 kg per hectare, respectively) compared to the control yield (Darab: 9,947 kg per hectare, Fasa: 8,571 kg per hectare, and average of both regions: 9,259 kg per hectare). Observations in both regions indicated no lodging or the presence of leaf blotch diseases (septoria leaf blotch, bacterial strip blotch, yellow rust, brown rust, and stem rust), with only 5% yellow rust reported in the control variety in the Fasa trial and 5% lodging in the control variety in the Darab trial. Ultimately, the Selection Index of Ideal Genotype Index (SIIG) identified Line S-98-22 as the best line based on the evaluated traits across both regions. Regarding quality traits, Line S-98-22 exhibited the highest wet gluten, gluten index, protein content, and suitable Zeleny volume, indicating the best baking quality. Other genotypes also fell within the range of desirable baking quality genotypes.
Conclusion: Given its favorable agronomic traits, including high grain yield and drought stress tolerance at the end of the season, along with quality characteristics, Line S-98-22 can be introduced as a new bread wheat variety for warm and dry regions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bread wheat
  • farmers' field conditions
  • grain yield
  • promising lines

مراجع

Ahmed, M. 2015. Response of spring wheat (Triticum aestivum L.) quality traits and yield to sowing date. PloS one, 10(4), e0126097. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0126097
Anonymous. 2023. Statistical year book of agricultural crops. 1st Volume: Filed Crops. Ministry of Jihad-eAgriculture, Tehran, Iran, 103 pp. (In Persian)
Axford, D. W. E., McDermott E. E. & Redman. D. G. 1979. Note on the sodium dodecyl sulfate test of bread making quality: comparison with Pelshenke and Zeleny test. Cereal Chemestry, 56: 582-584.
Baye, A., Berihun, B., Bantayehu, M., & Derebe, B. 2020. Genotypic and phenotypic correlation and path coefficient analysis for yield and yield-related traits in advanced bread wheat (Triticum aestivum L.) lines. Cogent Food & Agriculture, 6(1), 1752603. https://doi.org/10.1080/23311932.2020.1752603
Blanco, A., Mangini, G., Giancaspro, A., Giove, S., Colasuonno, P., Simeone, R., Signorile, A., De Vita, P., Mastrangelo, A. & Cattivelli, L. 2012. Relationships between grain protein content and grain yield components through quantitative trait locus analyses in a recombinant inbred line population derived from two elite durum wheat cultivars. Molecular Breeding, 30, 79-92. https://doi.org/10.1007/s11032-011-9600-z
Carrillo, J., Rousset, M., Qualset, C. & Kasarda, D. 1990. Use of recombinant inbred lines of wheat for study of associations of high-molecular-weight glutenin subunit alleles to quantitative traits: 1. Grain yield and quality prediction tests. Theoretical and Applied Genetics, 79, 321-330. https://doi.org/10.1007/BF01186074
Cassman, K. G., & Grassini, P. 2020. A global perspective on sustainable intensification research. Nature sustainability, 3(4), 262-268. https://doi.org/10.1038/s41893-020-0507-8
Cauvain, S.P., Poms, R., & Taylor, J. 2009. The International Association for Cereal Science and Technology: its history and activities. Quality Assurance and Safety of Crops & Foods 1, 3-8. https://doi.org/10.1111/j.1757-837X.2009.00003.x
Dastfal, M., Askari, A. R. & Zali, H. 2020. Comparison of the Performance of Promising Wheat Lines (from the ER96 Series) with the Control Variety under Farmer Conditions in the Darab Region. Final Report of the Research Project. Agricultural and Natural Resources Research and Education Center of Fars, Seed and Seedling Improvement Research Section, 25 pages.
Egli, D. B. 2004. Seed-fill uration and yield of grain crops. Advances in Agronomy, 83, 243. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(04)83005-0
FAO.2023.https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/1f66b67b-1e45-45d1-b003-86162fd35dab/content.
Farhad, M., Kumar, U., Tomar, V., Bhati, P. K., Krishnan J, N., Barek, V., Brestic, M. & Hossain, A. 2023. Heat stress in wheat: a global challenge to feed billions in the current era of the changing climate. Frontiers in Sustainable Food Systems, 7, 1203721. https://doi.org/10.3389/fsufs.2023.1203721
Fufa, F., Grando, S., Kafawin, O., Shakhatreh, Y. & Ceccarelli, S. 2010. Efficiency of farmers’ selection in a participatory barley breeding programme in Jordan. Plant Breeding, 129, 156-161
Hurkman, W. J., Vensel, W. H., Tanaka, C. K., Whitehand, L. & Altenbach, S. B. 2009. Effect of high temperature on albumin and globulin accumulation in the endosperm proteome of the developing wheat grain. Journal of Cereal Science, 49(1), 12-23. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2008.06.014
INSO (Iran National Standards Organization). 2012. Standard No. 104. Cereal and cereal products: Wheat Specification and Test methods. Available online at: http://standard. isiri. gov.ir /Standard View.aspx?Id =36452.
Jafarnezhad, A. 2009. Determination of optimum sowing date for bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars with different flowering habits in Neishabour. Seed and Plant Production Journal, 25(2), 117-135.  ([In Persian). https://doi.org/10.22092/sppj.2017.110368.
Kamali, M. J., Sharifi, H., Khodarahmi, M., Joukar, R., Torkamaan, H. & Ghavidel, N. 2008. Variation in developmental stages and its relationship with yield and yield components of bread wheat cultivars under field conditions: I. phenology. (In Persian). https://doi.org/ 10.22092/spij.2017.110761.
Kamali, M. J. & Sharifi, H. 2010. Variation in Developmental Stages and its Relationships with Yield and Yield Components of Bread Wheat Cultivars Under Field Conditions: II-Yield and Its Components. Seed and Plant Production Journal, 26(1), 1-23. (In Persian). https://doi.org/ 10.22092/sppj.2017.110391.
Knapp, W. & Knapp, J. 1978. Response of Winter Wheat to Date of Planting and Fall Fertilization 1. Agronomy Journal, 70(6), 1048-1053. https://doi.org/10.2134/agronj1978.00021962007000060037x
Koochaki, A., & Sarmadnia, G. 2000. Crop plant physiology. Mashhad University. In. [In Persian]
Krupnova, O.V. 2010. Relation between grain weight and falling number in soft springwheat. Russian Agricultural Sciences. 36(5): 321-323.
Ktenioudaki, A., Butler, F. & Gallagher, E. 2010. Rheological properties and baking quality of wheat varieties from various geographical regions. Journal of Cereal Science, 51(3), 402-408. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2010.02.009
Labuschagne, M., Elago, O. & Koen, E. 2009. Influence of extreme temperatures during grain filling on protein fractions, and its relationship to some quality characteristics in bread, biscuit, and durum wheat. Cereal Chemistry, 86(1), 61-66. https://doi.org/10.1094/CCHEM-86-1-0061
McIntyre, C. L., Mathews, K. L., Rattey, A., Chapman, S. C., Drenth, J., Ghaderi, M., Reynolds, M. & Shorter, R. 2010. Molecular detection of genomic regions associated with grain yield and yield-related components in an elite bread wheat cross evaluated under irrigated and rainfed conditions. Theoretical and Applied Genetics, 120, 527-541. https://doi.org/10.1007/s00122-009-1173-4
Mishra, D., Shekhar, S., Chakraborty, S. & Chakraborty, N. 2021. High temperature stress responses and wheat: impacts and alleviation strategies. Environmental and experimental botany, 190, 104589. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.104589
Moayedi, A. 2012. Evaluation of Durum Wheat Promising Lines Using on-Farm Research in Farmer's Fields. Journal of Applied Environmental and Biological Sciences , 2(4): 172-176.
Mohammadi, R. & Haghparast, R. 2011. Evaluation of promising rainfed wheat breeding lines on farmer’s fields of Iran. International Journal of Plant Breeding, 5: 30-36.
Peighambardoust, S. 2017. Rheology test methods: wheat, flour and dough. In: Amidi Publications. [In Persian]
Reynolds, M., Pellegrineschi, A. & Skovmand, B. 2005. Sink‐limitation to yield and biomass: a summary of some investigations in spring wheat. Annals of Applied Biology, 146(1), 39-49. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.2005.03100.x
Sanchez-Garcia, M., Álvaro, F., Peremarti, A., Martín-Sánchez, J. A. & Royo, C., 2015. Changes in bread-making quality attributes of bread wheat varieties cultivated in Spain during the 20th century. European Journal of Agronomy 63: 79-88. doi: https://doi.org/10.1016/j.eja.2014.11.006
Silva, R. R., Benin, G., Almeida, J. L. d., Fonseca, I. C. d. B. & Zucareli, C. 2014. Grain yield and baking quality of wheat under different sowing dates. Acta Scientiarum. Agronomy, 36, 201-210. https://doi.org/10.4025/actasciagron.v36i2.16180
Singh, S., Gupta, A. K., Gupta, S. K.  & Kaur, N., 2010. Effect of sowing time on protein quality and starch pasting characteristics in wheat (Triticum aestivum L.) genotypes grown under irrigated and rain-fed conditions. Food Chemistry. 122: 559-565. doi: 10.1016/j.foodchem.2010.03.010
Zali, H., Barati, A., Pour-Aboughadareh, A., Gholipour, A., Koohkan, S., Marzoghiyan, A., Bocianowski, J., Bujak, H. & Nowosad, K. 2023. Identification of superior barley genotypes using selection index of ideal genotype (SIIG). Plants, 12(9), 1843.  https://doi.org/10.3390/plants12091843
Zali, H., Sofalian, O., Hasanloo, T., Asgharii, A. & Hoseini, S. M., 2015. Appraising of drought tolerance relying on stability analysis indices in canola genotypes simultaneously, using selection index of ideal genotype (SIIG) technique: Introduction of new method. Biological Forum. doi: 10.29252/jcb.11.29.117.
Zolghadri, M. & Mozafari, J. 1989. A Study and Comparison of the Performance of Quds and Cross Omid Barley Varieties with Existing Varieties under Farmer Conditions. Agricultural Promotion Organization Publications. 28 pages.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار