بررسی اثرات کاربرد خارجی تیامین بر عملکرد کمی و کیفی گندم (Triticum aestivum L.) رقم سیروان

الموضوعات : اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی

میثم نوروزیان ¹ , عزت اله اسفندیاری ² , محمدرضا بی همتا ³ , اسماعیل کریمی ⁴

1 - دانشجوی دکتری دانشگاه مراغه
2 - گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، ایران
3 - استاد دانشگاه تهران
4 - دانشگاه مراغه

تاريخ الإرسال : 16 السبت , جمادى الأولى, 1444 تاريخ التأكيد : 19 الأحد , محرم, 1445 تاريخ الإصدار : 19 الأحد , ربيع الأول, 1446

الکلمات المفتاحية: بذر گندم, پیش¬تیمار, تیامین, عملکرد, محلول¬پاشی,

ملخص المقالة :

این آزمایش به¬صورت کرت¬های خرد شده بر پایه طرح بلوک¬های کامل تصادفی در مزرعه پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران انجام شد. عامل اصلی پیش¬تیمار بذر با تیامین شامل: عدم پیش-تیمار بذر (شاهد) و پیش¬تیمار بذر با مقدار 5/12 میکرومولار به¬مدت 12 ساعت و عامل فرعی محلول¬پاشی برگی تیامین در مراحل مختلف رشدی شامل: عدم محلول¬پاشی (شاهد)، پنجه¬زنی، ساقه¬دهی، سنبله¬دهی، شیری شدن دانه، پنجه¬زنی همراه با ساقه¬دهی، پنجه¬زنی همراه با سنبله¬دهی بود. نتایج نشان داد که عملکرد دانه در اکثر تیمارهای مورد مطالعه در اثر کاربرد خارجی تیامین در مقایسه با شاهد (عدم پیش¬تیمار بذور و عدم محلول¬پاشی تیامین در مراحل رشدی) افزایش معنی¬داری داشت که ناشی از بهبود پارامترهایی مانند تعداد پنجه بارور، تعداد پنجه نابارور و وزن هزار دانه بود. اما، کاربرد خارجی تیامین (پیش¬تیمار بذور و یا محلول¬پاشی تیامین در مراحل رشدی) در اغلب تیمارها منجر به بهبود پارامترهای کیفی نظیر پروتئین دانه، میزان روی، اسید آسکوربیک، عدد زلنی و درجه سختی دانه در مقایسه با شاهد نشد. همچنین، در پارامترهایی مانند میزان اسید فیتیک و نسبت مولی اسید فیتیک به روی، در اکثر تیمارها کاربرد خارجی تیامین (پیش¬تیمار بذور و یا محلول¬پاشی تیامین در مراحل رشدی) در مقایسه با شاهد (عدم پیش¬تیمار بذور و عدم محلول¬پاشی تیامین در مراحل رشدی) تاثیر منفی داشت. لازم به¬ذکر است که به دلیل عدم تاثیرپذیری بعد کیفی گندم از کاربرد خارجی تیامین که ناشی از تامین مطلوب نیازهای تغذیه¬ای می¬باشد، در بیان نتیجه نهایی صرفاً بعد کمی عملکرد در نظر گرفته شد. اگرچه برای توصیه اثرگذاری کاربردی خارجی تیامین بر عملکرد دانه، تکرار این آزمایش نیاز است و از طرفی، بین تعدادی از تیمارهای مورد مطالعه از نظر میزان عملکرد دانه تفاوت معنی¬داری نبود، اما با در نظر گرفتن مسائل اقتصاد تولید، تیمار عدم پیش¬تیمار بذور و محلول¬پاشی تیامین در مراحل پنجه¬زنی همراه با ساقه¬دهی به دلیل عملکرد بیشتر، برتر از سایرین بود و می¬توان کاربرد آن را برای رقم سیروان در منطقه کرج و مناطق مشابه از نظر آب و هوایی توصیه نمود.

المصادر:

• Abdel-Aziz, N.G., F.E.M. El-Quesni, and M.M. Farahat. 2007. Response of vegetative growth and some chemical constituents of Syngonium podophyllum L. to foliar application of thiamine, ascorbic acid and kinetin at Nubaria. World Journal of Agricultural Sciences. 3(3): 301–305.
• Abdel-Aziz, G., S. Lobna, and M.M. Soad. 2009. Some studies on the effect of putrescine, ascorbic acid and thiamine on growth, flowering and some chemical constituents of Gladiolus plants at Nubaria. Ozean Journal of Applied Science. 2(2): 169-179.
• Abdoli, M., E. Esfandiari., S.B. Mousavi, and B. Sadeghzadeh. 2014. Effects of foliar application of zinc sulfate at different phenological stages on yield formation and grain zinc content of bread wheat (cv. Kohdasht). Azarian Journal of Agriculture. 1(1): 11-17.
• AL-Baldawi, M.H.K. and J.H. Hamza. 2017. Seed priming effect on field emergence and grain yield in sorghum. Journal of Central European Agriculture. 18(2): 404-423.
• Amin, M.A. and M.A. Ismail. 2015. Effect of indole butyric, arginine, cyanocobalamine (B12), ascorbic acid and their interactions on growth, yield and some metabolic constituents of sunflower plants. International Journal of Advanced Research in Biological Sciences. 2(12): 154–162.
• Aminifard, M.H., A. Jorkesh, H.R. Fallahi, and K. Alipoor. 2018. Foliar application of thiamine stimulates the growth, yield and biochemical compounds production of Coriander and Fenugreek. Journal of Horticultural Research. 26(1): 77-85.
• Amjad, S.F., N. Mansoora, S. Yaseen, A. Kamal, B. Butt, H. Matloob, S.A.M. Alamri, S.A. Alrumman, E.M. Eid, and M. Shahbaz. 2021. Combined use of endophytic bacteria and pre-sowing treatment of thiamine mitigates the adverse effects of drought stress in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Sustainability. 13(1): 6582.
• Anton, N., A. El-Nour, and A. El-Set. 1999. Response of barley to ascorbic, citric acids and micronutrients mixture under sandy soil conditions. Zagazig Journal of Agricultural Research. 26(2): 1553-1563.
• Antonopoulo, C.K., I. Dimassi, CH. Therios, V. Chatzissav, and V. Tsirakoglou. 2005. Inhibitory effects of riboflavin (vitamin B2) on the in vitro rooting and nutrient concentration of explants of peach rootstock GF 667 (Prunus amygdalus × P. Persica). Scientia Horticulturae. 106(3): 268-272.
• Bharti, K., N. Pandey, D. Shankhdhar, P.C. Srivastava, and S.C. Shankhdhar. 2013. Improving nutritional quality of wheat through soil and foliar zinc application. Plant, Soil and Environment. 59(8): 348-352.
• Cakmak, I., H. Marchner, and F. Bangerth. 1989. Effect of zinc nutritional status on growth, protein metabolism and levels of indole-3-acetic acid and other phytohormones in bean (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Experimental Botany. 40(3): 405–412.
• Chen, L., H. Yin, J. Xu, and X. Liu. 2011. Enhanced antioxidative responses of a salt-resistant wheat cultivar facilitate its adaptation to salt stress. African Journal of Biotechnology. 10(2): 16887-16896.
• El-Awadi, M.E., Y.R. Abd Elbaky, M.G. Dawood, M.A. Shalaby, and B.A. Bakry. 2016. Enhancement quality and quantity of lupine plant via foliar application of some vitamins under sandy soil conditions. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 7(4): 1012–1024.
• El-Bassiouny, H.S.M., B.A. Bakry, A.A.E.M. Attia, and M.M. Abd Allah. 2014. Physiological role of humic acid and nicotinamide on improving plant growth, yield, and mineral nutrient of wheat (Triticum durum) grown under newly reclaimed sandy soil. Agricultural Science. 5(4): 687–700.
• El-Ghamriny, E.A., H.M. Arisha, and A.E. Kamel. 2005. Effect of foliar spray with B-vitamins (B1, B6 and B12) on growth and seed yield of cowpea plants. Zagazig Journal of Agricultural Research. 32(6): 1767-1783.
• El-Shahawy, A., K.G. El-Rokiek, L.K. Balbaa, and S.M. Abbas. 2008. Micronutrients, B-vitamins and yeast in relation to increasing flax (Linum usitatissimum L.) growth, yield productivity and controlling associated weeds. Asian Journal of Agricultural Research. 2(3): 1-14.
• Emam, M.M., A.H. El-Sweify, and N.M. Helal. 2011. Efficiencies of some vitamins in improving yield and quality of flax plant. African Journal of Agricultural Research. 6(18): 4362-4369.
• Erdal, I., A. Yilmaz, S. Taban, S. Eker, B. Torun, and I. Cakmak. 2002. Phytic acid and phosphorus concentrations in seeds of wheat cultivars grown with and without zinc fertilization. Journal of Plant Nutrition. 25(1): 113-127.
• Esfandiari, E., and M. Abdoli. 2017. Improvement of agronomic and qualitative characters of durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum) genotypes by application of zinc sulfate under zinc deficiency stress. Journal of Crop Ecophysiology. 11(3): 619-636. (In Persian).
• Esfandiari, E., and S. Mahboob. 2014. Plant biochemestry (Vol. 1). Amidi: Tabriz University of Medical Sciences, Tabriz, 252p. (In Persian)
• Fallahi, H.R., M.H. Aminifard, and A. Jorkesh. 2018. Effects of thiamine spraying on biochemical and morphological traits of basil plants under greenhouse conditions. Journal of Horticulture and Postharvest Research. 1(1): 27–36.
• Fardet, A., E. Rock, and R. Christian. 2008. 1s the in vitro antioxidant potential of whole grain cereals and cereal produces well reflected in vivo? Journal of Cereal Science. 48(2): 258-276.
• Farouk, S., S.A. Youssef, and A.A. Ali. 2012. Exploitation of biostimulants and vitamins as an alternative strategy to control early blight of tomato plants. Asian Journal of Plant Sciences. 11(1): 36–43
• Fitzpatrick, T., and L. Chapman. 2020. The importance of thiamine (vitamin B1) in plant health: From crop yield to biofortification. Journal of Biological Chemistry. 295(34): 12002–12013.
• Goyer, A. 2010. Thiamine in plants: Aspects of its metabolism and functions. Phytochemistry. 71(3): 1615- 1624.
• Hamada, A.M. and E.M. Khulaef. 2000. Simulative effects of ascorbic acid, thiamin or pyridoxine on Vicia faba growth and some related metabolic activities. Pakistan Journal of Biological Sciences. 3(8): 1330–1332.
• Hashish, K.I., R.A. Eid., M.M. Kandil, and A.A.M. Mazher. 2015. Study on various level of salinity on some morphological and chemical composition of gladiolus plants by foliar spray with glutathione and thiamine. International Journal of ChemTech Research. 8(9): 334–341.
• Haug, W. and H.J. Lantzsch. 1983. Sensitive method for the rapid determination of phytatein cereal products. Journal of Science Food Agriculture. 34(1): 1423-1426.
• Hendawy, S.F. and A.A. Ezz El-Din. 2010. Growth and yield of Foeniculum vulgare var. azoricum as influenced by some vitamins and amino acids. Ozean Journal of Applied Science. 3(1): 113-123.
• Hosseini, H., H. Farahmand, and V. Saffari. 2015. The effect of foliar application of ascorbic acid, thiamine and benzyl adenine on growth, flowering and some biochemical characteristics of marigold (Tagetes erecta L.). Journal of the Plant Production. 38(2): 25-36.
• Jalal Kamali, M. and H.R. Sharifi. 2010. Variation in developmental stages and its relationships with yield and yield components of bread wheat cultivars under field conditions: II- yield and yield components. Journal of Crop Ecophysiology. 26(1): 1-23. (In Persian)
• Javadi, A., and E. Esfandiari. 2018. The effect of folic acid on yield and some qualities parameters of wheat. Crop Production. 10(4):149-158. (In Persian)
• Kawasaki, T., and Y. Egi. 1992. Tiamine: 375-399. In: De Leenheer, A.P., W.E. Lambert, and J.F. van Bocxlaer, (Eds.). Modern Chromatographic Analysis of Vitamins. New York, NY: Marcel Dekker, Inc, 606p.
• Kaya, C., M. Ashraf, O. Sonmez, A.L. Tuna, T. Polat, and S. Aydemir. 2015. Exogenous application of thiamin promotes growth and antioxidative defense system at initial phases of development in saltstressed plants of two maize cultivars differing in salinity tolerance. Acta Physiologiae Plantarum. 37(3): 1741.
• Mahgoub, H.M., G.N. Abd El-Aziz, and M.A. Mazhar, 2011. Response of Dahlia pinnata L. plant to foliar spray with putrescine and thiamine on growth, flowering and photosynthetic pigments. American Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences. 10(5): 769-775.
• Maralian, H., R. Didar-Taleshmikail, K. Shahbazi, and M. Torabi-Giglou. 2008. Study of the effects of foliar application of Fe and Zn on wheat quality and quantity properties. Agricultural Research Journal. 8(4): 47-60. (In Persian).
• Martinis, J., E. Gas-Pascual, N. Szydlowski, M. Crèvecoeur, A. Gisler, L. Bürkle, and T.B. Fitzpatrick. 2016. Longdistance transport of thiamine (vitamin B1) is concomitant with that of polyamines. Plant Physiology. 171(3): 542– 553.
• Mohammad, A.S. 2013. Response of wheat to biofertilization and foliar application of ascorbic acid under nitrogen fertilization rates. Minia Journal of Agricultural Research and Development. 4(1):799-806.
• Naguib, N.Y. and M.Y. Khalil. 2002. Studies on the effect of dry yeast thiamine and biotin on the growth and chemical constituents of black cumin (Nigella sativa L.). Arab Universities Journal of Agricultural Sciences. 10(3): 919-937.
• Ogbonnaya, F.C., O. Abdalla, A. Mujeeb-Kazi, A.G. Kazi, S.S. Xu., N. Gosman, and H. Tsujimoto. 2013. Synthetic hexaploids: Harnessing species of the primary gene pool for wheat improvement. Plant Breeding Reviews. 37(2): 35-122.
• Pourgholam, M., N. Nemati, and M. Oveysi. 2013. Effect of zinc and iron under the influence of drought on prolin, protein and nitrogen leaf of rapeseed (Brassica napus). Annals of Biological Research. 4(7): 200-203.
• Ranjbar, B., S. Sharafzadeh, and O. Alizadeh. 2014. Growth and essential oil responses of German chamomile to thiamine and ascorbic acid. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences. 3(7): 51–53.
• Sadeghi-Razligi, Sh., I. Allahdadi, and E. Esfandiari. 2013. The effect of folic acid on seed reserve partitioning and early vigor of wheat seedlings. Iranian Journal of Dryland Agriculture. 1(2): 70-81. (In Persian).
• Sahu, M.P., N.S. Solanki, and L.N. Dashora. 2008. Effects of thiourea, thiamine and ascorbic acid on growth and yield of maize (Zea mays L.). Journal of Agronomy and Crop Science. 171(1):65 – 69.
• Sajjad Y., M.J. Jaskani, M. Qasim, G. Akhtar, and A. Mehmood. 2015. Foliar application of growth bioregulators influences floral traits, corm-associated traits and chemical constituents in Gladiolus grandiflorus L. Korean Journal of Horticultural Science and Technology. 33(6): 812–819.
• Shalaby, T.A., and H. El-Ramady. 2014. Effect of foliar application of bio-stimulants on growth, yield, yield components and storability of garlic (Allium sativum L.). Australian Journal of Crop Science. 8(2): 271-275.
• Soltani, Y., V.R. Saffari, and A.A. Maghsoudi Moud, 2014. Response of growth, flowering and some biochemical constituents of Calendula officinalis L. to foliar application of salicylic acid, ascorbic acid and thiamine. Ethno-Pharmaceutical products. Ethno-Pharmaceutical Products. 1(1): 37-44.
• Stakhova, L.N., L. Stakhova, and A. Ladygin. 2000. Effects of exogenous folic on the yield and amino acid content of the seed of Pisum sativum L. and Hordeum vulgare L. Applied Biochemistry and Micronutrient. 36(3): 85-89.
• Taiz, L., E. Zeiger., I.M. Moller, and A. Murphy. 2017. Plant physiology and development, sixth ed. Sinauer Associates, Sunderland.
• Vendruscolo, E.P., A.H.A. Rodrigues, P.R. Oliveira, R.A. Leitão, L.F. Cardoso Campos, A. Seleguini, and S.F. Lima. 2019. Exogenous application of vitamins in upland rice. Revista de Agricultura Neotropical, Cassilândia-MS. 6(2): 1-6.
• Vendruscolo, E.P., and A. Seleguini. 2020. Effects of vitamin pre-sowing treatment on sweet maize seedlings irrigated with saline water efecto del tratamiento presiembra con vitaminas en el desarrollo de plántulas de maíz dulce regadas con agua salina. Acta Agronómica. 69(1): 20-25.
• Wu, S.C., Z.H. Cao., Z.G. Li., K.C. Cheung, and M.H. Wong. 2005. Effects of biofertilizer containing N-fixer, P and K solubilizers and AM fungi on maize growth: A greenhouse trial. Geoderma. 125: 155– 166.
• Yang, X.W., X.H. Tian, W.J. Gale, X.Y. Cao, X.C. Lu, and A.Q. Zhao. 2011. Effect of soil and foliar zinc application on zinc concentration and bioavailability in wheat grain on potentially zinc deficient soil. Cereal Research Communication. 39: 535-543

نص كامل:



نشریه علمی اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی، جلد هجدهم، شماره 3(71)، پاییز 1403، صفحه 194-175

                                                                

مقاله پژوهشی                                                                        DOI: 10.30495/JCEP.2023.1932890.1808 

  

بررسی اثرات کاربرد خارجی تیامین بر عملکرد کمی و کیفی گندم

 (Triticum aestivum L.) رقم سیروان

 

میثم نوروزیان¹*، عزت اله اسفندیاری²، محمدرضا بی همتا³ و اسماعیل کریمی⁴

تاریخ دریافت: 19/09/1401                 تاریخ بازنگری: 02/12/1401                 تاریخ پذیرش: 15/05/1402

 

چکیده

این آزمایش به­صورت کرت­های خرد شده بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی در مزرعه پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران انجام شد. عامل اصلی پیش­تیمار بذر با تیامین شامل: عدم پیش­تیمار بذر (شاهد) و پیش­تیمار بذر با مقدار 5/12 میکرومولار به­مدت 12 ساعت و عامل فرعی محلول­پاشی برگی تیامین در مراحل مختلف رشدی شامل: عدم محلول­پاشی (شاهد)، پنجه­زنی، ساقه­دهی، سنبله­دهی، شیری شدن دانه، پنجه­زنی همراه با ساقه­دهی، پنجه­زنی همراه با سنبله­دهی بود. نتایج نشان داد که عملکرد دانه در اکثر تیمارهای مورد مطالعه در اثر کاربرد خارجی تیامین در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذور و عدم محلول­پاشی تیامین در مراحل رشدی) افزایش معنی­داری داشت که ناشی از بهبود پارامترهایی مانند تعداد پنجه بارور، تعداد پنجه نابارور و وزن هزار دانه بود. اما، کاربرد خارجی تیامین (پیش­تیمار بذور و یا محلول­پاشی تیامین در مراحل رشدی) در اغلب تیمارها منجر به بهبود پارامترهای کیفی نظیر پروتئین دانه، میزان روی، اسید آسکوربیک، عدد زلنی و درجه سختی دانه در مقایسه با شاهد نشد. همچنین، در پارامترهایی مانند میزان اسید فیتیک و نسبت مولی اسید فیتیک به روی، در اکثر تیمارها کاربرد خارجی تیامین (پیش­تیمار بذور و یا محلول­پاشی تیامین در مراحل رشدی) در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذور و عدم محلول­پاشی تیامین در مراحل رشدی) تاثیر منفی داشت. لازم به­ذکر است که به دلیل عدم تاثیرپذیری بعد کیفی گندم از کاربرد خارجی تیامین که ناشی از تامین مطلوب نیازهای تغذیه­ای می­باشد، در بیان نتیجه نهایی صرفاً بعد کمی عملکرد در نظر گرفته شد. اگرچه برای توصیه اثرگذاری کاربردی خارجی تیامین بر عملکرد دانه، تکرار این آزمایش نیاز است و از طرفی، بین تعدادی از تیمارهای مورد مطالعه از نظر میزان عملکرد دانه تفاوت معنی­داری نبود، اما با در نظر گرفتن مسائل اقتصاد تولید، تیمار عدم پیش­تیمار بذور و محلول­پاشی تیامین در مراحل پنجه­زنی همراه با ساقه­دهی به دلیل عملکرد بیشتر، برتر از سایرین بود و می­توان کاربرد آن را برای رقم سیروان در منطقه کرج و مناطق مشابه از نظر آب و هوایی توصیه نمود.

 

واژگان کلیدی: بذر گندم، پیش­تیمار، تیامین، عملکرد، محلول­پاشی

 

 

---

[1] 1- دانشجوی دکتری گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران.

[2] 2- استاد گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران.

[3] 3- استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

[4] 4-استادیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران.

نگارنده مسئول                                                                                                                       [e-mail]                                                                                                          

مقدمه

گندم با نام علمی (Triticum aestivum L.) از مهمترین گیاهان زراعی بوده که رشد فزاینده جمعیت بر ضرورت افزایش تولید آن افزوده است (Ogbonnaya et al., 2013). عملکرد دانه گندم یک صفت کمی است که توسط تعداد زیادي ژن و با اثر کم کنترل می­شود و به مقدار زیادي تحت اثر عوامل محیطی قرار می­گیرد، بنابراین، هر گونه تغيير در طول مراحل نمو سبب تغيير يك يا چند جزء عملكرد و در نهايت عملكرد شده و دستكاري اين مراحل به معناي ايجاد راهي نو براي افزايش عملكرد خواهد بود (Jalal Kamali and Sharifi, 2010). طی چند دهه اخیر تلاش براي افزایش تولیـد در واحـد سـطح از یکسو و مصرف بیش از حد و نامتعادل کودهاي شـیمیایی از سـوي دیگر، پیامدهاي زیست­محیطی منفی و افزایش هزینه­هـاي تولیـد را به­همراه داشته است و این امر بر ضرورت تجدیدنظر در روش تولید و جستجو براي شیوه­هاي جدید و ایمن افزایش تولیـد محصـول تأکیـد دارد (Wu et al., 2005).

ویتامین­ها در مقادیر کم براي رشد و نمو عادي بافت­ها در گیاه ضرورت دارند. وجود این دسته از مواد براي رشد گیاه ثابت شده است و عموماً به­عنوان کوآنزیم (Antonopoulo et al., 2005) می­توانند به­طور ویژه از طریق متابولیسم اولیه و ثانویه سبب رشد گیاه شوند (Amin and Ismail, 2015). کاربرد برگی ویتامین ممکن است نقش مهمی در فرآیندهای متابولیسمی مانند فتوسنتز داشته و در نهایت منجر به افزایش مواد جامد محلول و مواد معدنی گردد (Shalaby and El-Ramady, 2014).

از جمله ویتامین­هایی که اخیراً مورد توجه محققین قرار گرفته است ویتامین­هاي گروه ب می­باشد که علاوه­بر افزایش مقاومت گیاهان به تنش­ها، محدودیت­های متابولیسمی ناشی از سنتز آنها توسط گیاه را رفع نموده و منجر به بهبود عملکرد کمی و کیفی محصول شوند (Fardet et al., 2008). تیامین یا ویتامین ب1 به­عنوان کوفاکتور آنزیم­ها در مسیرهای متابولیسمی مانند بیوسنتز اسیدهای چرب، گلیکولیز، مسیر پنتوز فسفات، چرخه­های کربس و کالوین و برخی موارد دیگر نقش اساسی دارد (Abdel-Aziz et al., 2009; Esfandiari and Mahboob, 2014; Fitzpatrick and Chapman, 2020; Goyer, 2010). تیامین در گیاهان در برگ سنتز شده و به سایر اندام­ها انتقال یافته و بر رشد و نمو گیاه تاثیر گذار است. اثر مثبت تیامین بر بهبود فرآیند فتوسنتز، افزایش میزان رنگیزه­ها، میزان پروتئین، رشد و نمو و عملکرد در گیاهانی نظیر باقلا (Hamada and Khulaef, 2000)، ریحان (Fallahi et al., 2018) و گشنیز (El-Awadi et al., 2016) گزارش شده است. در بررسی محلول­پاشی ویتامین­ها در بهبود ویژگی­های رویشی و زایشی گوجه­فرنگی گزارش شد که کاربرد تیامین سبب افزایش رشد و عملکرد گوجه­فرنگی می­شود (Farouk et al., 2012). محلول­پاشی ویتامین­های ب1 (تیامین)، ب6 و ب12 در غلظت­های فیزیولوژیک سبب افزایش معنی­دار وزن خشک بخش­های مختلف گیاه، کلروفیل برگ و عملکرد لوبیای چشم بلبلی شد (El-Ghamriny et al., 2005). کاربرد تیامین یا ویتامین ب1 به­طور قابل توجهی باعث افزایش غلظت نیتروژن، فسفات، کلسیم و پتاسیم در ذرت (Abdel Aziz et al., 2009; Kaya et al., 2015) شد. در سویا نشان داده شد در گیاهان تیمار شده با تیامین و ریبوفلاوین، فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان از جمله پراکسیدازها، پلی فنل اکسیداز و فنیل آلانین آمونیالیاز در مقایسه با شاهد افزایش یافته است (Hamada and Khulaef, 2000). رشد و عملکرد بهتر گیاه تحت کاربرد تیامین ناشی از انجام بهتر و مطلوب­تر فرآیندهای متابولیسمی نظیر فتوسنتز و تولید سوبسترای اولیه لازم برای بیوسنتز متابولیت­هایی مانند لیپیدها و پروتئین­ها می­باشد (Hamada and Khulaef, 2000). مطالعات قبلی در گوجه­فرنگی (Farouk et al., 2012) و گشنیز و شنبلیله (Aminifard et al., 2018) نشان داد که کاربرد تیامین باعث افزایش عناصر معدنی مانند روی و آهن می­شود. تاثیر کاربرد خارجی سایر ویتامین­های گروه ب بر عملکرد کمی و کیفی گیاهان زراعی مورد مطالعه قرار گرفته است که می­توان به اسید فولیک یا ویتامین ب9 اشاره نمود. همچنین، جوادی و اسفندیاری (Javadi and Esfandiari, 2018) ضمن تائید تاثیر مثبت کاربرد خارجی فولات بر عملکرد دانه، گزارش کردند که این ویتامین سبب افزایش پروتئین، میزان اسید آسکوربیک، غلظت آهن و روی دانه و در نهایت کاهش میزان اسید فیتیک و نسبت مولی اسید فیتیک به روی می­گردد. 

افزایش روزافزون جمعیت و افزایش تقاضا به غذا، محدودیت اراضی کشاورزی و منابع آبی به­همراه تشدید عامل­های محیطی کاهش تولید مانند تغییرات اقلیمی از سال 1983 از جمله عامل­های برهم زننده امنیت غذایی بشمار می­آیند. باتوجه به اهمیت این موضوع و محدودیت­های پیشرو، سبب گردیده است تا محققین به دنبال یافتن راهکارهای مختلف برای مقابله با آن باشند. در این راستا توان سنتز تیامین در ژنوتیپ­های گندم می­تواند به­عنوان یک عامل ژنتیکی اثرگذار بر عملکرد کمی و کیفی گندم عمل نماید. لذا، در این پژوهش سعی شده است تا اثرات کاربرد خارجی تیامین بر عملکرد کمی و کیفی گندم مورد بررسی قرار گیرد.

مواد و روش‌ها

به­منظور بررسی اثرات کاربرد تیامین بر عملکرد، اجزای عملکرد و برخی از پارامترهای کیفی گندم نان رقم سیروان، آزمایشی در مزرعه تحقيقاتي پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج - دانشگاه تهران در سال زراعي 94-1393 انجام شد. برای آماده‌سازی زمين ابتدا زمین مورد نظر با گاوآهن برگردان‌دار در پائيز شخم زده شد و بقيه عمليات تهيه بستر كشت شامل ديسك، تسطيح و كرت‌بندي در اوایل اسفند ماه 1393 انجام گرفت. هر واحد آزمایشی از پنج ردیف به ‌طول 4 متر شکل گرفت. فاصله ردیف‌های کاشت 20 سانتي‌متر و بذور با تراکم 500 عدد در مترمربع در عمق 3 تا 5 سانتي‌متري در 9 اسفند ماه 1393 كشت شدند. اولین آبیاری بلافاصله پس از کشت انجام شد و در طول دوره رشد بسته به شرایط جوی و نیاز گیاه عمل آبیاری هر 7 تا 10 روز یکبار با استفاده از نوارهای تیپ صورت گرفت. با توجه به نتايج آزمون خاک و توصیه متداول کودی، 50 کیلوگرم در هکتار کود سوپر فسفات تریپل و 50 کیلوگرم در هکتار کود اوره قبل از کاشت و مابقی کود نیتروژنه 100 کیلوگرم در هکتار به­صورت سرک در مرحله پنجه­زنی مصرف شد. در جدول 1 برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک مورد آزمایش آورده شده است. عملیات داشت شامل آبیاری و مبارزه با علف­های هرز (وجین دستی) متناسب با نياز و به‌طور یکسان در کلیه کرت‌ها انجام شد.

آزمایش به­صورت کرت­های خرد شده بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار پیاده گردید. عامل اصلی پیش­تیمار بذور با تیامین (عدم پیش­تیمار بذور یا شاهد پیش­تیمار و پیش­تیمار بذور با غلظت 5/12 میکرومولار به­مدت 12 ساعت) و عامل فرعی محلول­پاشی برگی تیامین با غلظت یاد شده در مراحل مختلف رشدی شامل عدم محلول­پاشی (محلول­پاشی با آب خالص به­عنوان شاهد محلول­پاشی)، محلول­پاشی تیامین (سیگما، آمریکا) با غلظت 5/12 میکرومولار در مراحل پنجه­زنی، ساقه­دهی، سنبله­دهی، شیری شدن دانه، پنجه­زنی همراه با ساقه­دهی، پنجه­زنی همراه با سنبله­دهی) بود. لازم به­ذکر است که تیمار عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین به­عنوان شاهد آزمایش در نظر گرفته شد.  

عمليات محلول­پاشی با در نظر گرفتن مصرف 400 لیتر آب در هکتار برای محلول­پاشی به نسبت مساحت مزرعه در ساعات ابتدایی روز تا قبل از ساعت 10 صبح با استفاده از سمپاش پشتی انجام گردید. بعد از رسیدن بوته­ها با رعایت اثر حاشیه­ای، حدود نیم متر از بالا و پائین کرت­ها و یک خط کاشت از طرفین، از هر کرت آزمایشی نمونه­هایی به مساحت یک مترمربع به شکل تصادفی برداشت شد و علاوه­بر عملکرد و اجزای آن برخی از پارامترهای کیفی دانه مانند ميزان عناصر آهن، روی، منگنز و مس (Maralian et al., 2008)، ميزان پروتئين دانه، ميزان اسيد فيتيك (Haug and Lantzsch, 1983)، نسبت مولی اسيد فيتيك به روی (Erdal et al., 2002) و ميزان اسيد آسکوربيك ارزیابی شد.   

پیش از آنالیز داده ها، تست نرمال بودن آن­ها با استفاده از نرم ­افزار SPSS و روش Kolmograph-Smirnov و Shapiro-Wilk مورد ارزیابی قرار گرفت. در مواردی که داده­ها نرمال نبودند، نرمال­سازی داده­ها صورت گرفت. داده­های نرمال با استفاده از نرم افزار (ver. 9.2) SAS تجزیه و توسط همين نرم­ افزار و با آزمون چند دامنه­اي دانکن، مقايسه ميانگين­ها در سطح احتمال پنج درصد انجام شد. رسم اشکال با نرم­افزار اکسل 2019 انجام شد.

نتایج و بحث

نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثرات ساده پیش­تیمار بذور بر صفات تعداد پنجه نابارور، شاخص برداشت، مقادیر آهن، منگنز، اسید آسکوربیک و میزان جذب رطوبت آرد اثر معنی­داری داشت (جدول 2). همچنین، اثر ساده محلو­ل­پاشی تیامین بر صفات تعداد پنجه نابارور، تعداد پنجه بارور، ارتفاع، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، شاخص برداشت، مقادیر آهن، روی، اسید فیتیک، نسبت مولی اسید فیتیک به روی و جذب آب آرد معنی­دار بدست آمد (جدول 2). اثر متقابل پیش­تیمار بذور با محلول­پاشی در صفات ارتفاع بوته، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، تعداد پنجه بارور، مقادیر عناصر آهن، روی و منگنز، میزان اسید آسکوربیک، میزان اسید فیتیک و نسبت مولی اسید فیتیک به روی معنی­دار بود (جدول 2). اثرات ساده و متقابل عامل­های مورد مطالعه برای پارامترهای میزان پروتئین دانه، عدد زلنی، حجم نان، میزان رطوبت و درجه سختی دانه در اثر کاربرد خارجی تیامین معنی­دار نشد (جدول 2). ضریب تغییرات پارامترهای مورد بررسی بین 38/0 تا 16/23 درصد بدست آمد (جدول 2).

اثر کاربرد خارجی تیامین بر تغییرات عملکرد بیولوژیک در تیمارهای مورد مطالعه از الگوی خاصی تبعیت نکرد (جدول 3). با این وجود کاربرد این ویتامین در تیمارهای عدم پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در مرحله پنجه­زنی و عدم پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در مرحله ساقه­روی در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) معنی­دار شد (جدول 3). همچنین، بیشترین میزان عملکرد بیولوژیک در تیمار عدم پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در مراحل پنجه­دهی به­همراه ساقه­دهی بدست آمد و در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین)، افزایش 41 درصدی را نشان داد (جدول 3).

نتایج مقایسه میانگین نشان داد که کاربرد خارجی تیامین تنها در دو تیمار عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله شیری شدن و پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله پنجه­زنی، در سایر تیمارهای مورد مطالعه منجر به افزایش معنی­دار عملکرد دانه در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) شد (جدول 3). اگرچه بیشترین میزان عملکرد دانه (با افزایش 78/45 درصدی در مقایسه با تیمار عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) در تیمار عدم پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در مراحل پنجه­دهی با ساقه­دهی بدست آمد، اما تیمار یاد شده با تیمارهای عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله پنجه­دهی، عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله ساقه­دهی، عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­دهی همراه با ساقه­روی، عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­دهی همراه با سنبله­دهی، پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی، پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله سنبله­دهی، پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله ساقه­دهی، پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله شیری شدن و پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­دهی همراه با ساقه­روی اختلاف معنی­داری نداشته و در یک گروه قرار گرفت (جدول 3). به­عبارتی دیگر کاربرد خارجی تیامین منجر به افزایش معنی­دار عملکرد دانه در تیمارهای یاد شده در مقایسه با شاهد شد.

شاخص برداشت در اثر کاربرد خارجی تیامین تنها در تیمار پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در ساقه­دهی در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) افزایش معنی­دار نشان داد (جدول 3). بیشترین میزان شاخص برداشت در تیمار پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در مراحل ساقه­دهی مشاهده شد که در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین)، افزایش 26 درصدی داشت (جدول 3).

بیشترین میزان ارتفاع بوته در تیمار عدم پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی و ساقه­دهی مشاهده شد که در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) ارتفاع بوته حدود 20 درصد افزایش داشت (جدول 3). تعداد پنجه بارور در اثر کاربرد خارجی تیامین به­غیر از تیمارهای عدم پیش­تیمار به­همراه محلول­پاشی در مرحله ساقه­روی و عدم پیش­تیمار به­همراه محلول­پاشی در مرحله شیری شدن، در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) افزایش معنی­دار یافت (جدول 3).

طبق نتایج مقایسه میانگین اثرات ساده، پیش­تیمار بذور با تیامین سبب کاهش معنی­دار تعداد پنجه نابارور در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) شد (جدول 4). بعلاوه، محلول­پاشی برگی تیامین سبب افزایش معنی­دار وزن هزار دانه در همه مراحل رشدی مورد مطالعه در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) شد (جدول 4). بیشترین میزان وزن هزار دانه در محلول­پاشی تیامین در مراحل پنجه­زنی و ساقه­دهی بدست آمد که سبب افزایش بیش از 20 درصدی این پارامتر در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) شد (جدول 4).

کاربرد برگی تیامین به­غیر از مراحل رشدی ساقه­دهی و سنبله­دهی منجر به افت معنی­دار تعداد پنجه نابارور در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) شد (جدول 4). اما، کاربرد برگی تیامین در مراحل مختلف رشدی گندم تنها در تیمار پنجه­دهی به­همراه سنبله­دهی توانست میزان جذب آرد را در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) افزایش معنی­داری بدهد (جدول 4).

ارتفاع گندم تابع تعداد گره روی ساقه و طول میانگره است. افزایش ارتفاع به شرط عدم ایجاد ورس، از طریق بهبود توان مصرف نور، بر عملکرد اثر مثبت دارد. زیرا ساقه قادر است مواد فتوسنتزی را در خود تجمع داده و در زمان پر کردن دانه، مواد فتوسنتزی انباشته شده را به دانه منتقل و در افزایش وزن و پرکردن آن سهیم باشد. افزایش ارتفاع گندم در اثر کاربرد اسید فولیک، اسید آسکوربیک و کوبالامین گزارش شده است (Emam et al., 2011; El-Bassiouny et al., 2014; Javadi et al., 2018; Amjad et al., 2021). محلول­پاشی تیامین سبب افزایش ارتفاع بوته در گلایول و همیشه بهار شد (Abdel-Aziz et al., 2007; Soltani et al., 2014).

پنجه­دهی از ویژگی­های بارز گندم است و زمانی در بهبود عملکرد می­تواند موثر باشد که تعداد قابل توجهی از پنجه­ها سنبله داده و به سنبله اصلی از نظر تعداد دانه در سنبله نزدیک باشد (Abdoli et al., 2014). در این پژوهش کاربرد خارجی تیامین بطور کلی منجر به کاهش تعداد پنجه نابارور و افزایش پنجه بارور شد (جداول 3 و 4). کاهش تعداد پنجه نابارور زمانی اتفاق می­افتد که فتوآسیمیلات کافی برای رشد و نمو سنبله پنجه­ها تامین شود. به­عبارتی بوته گندم قادر باشد مواد فتوسنتزی لازم برای به ثمر رساندن پنجه­ها را سنتز نموده و در نهایت با پرکردن دانه­ها در تولید موثر باشد (Abdoli et al., 2014). افزایش تعداد پنجه­های بارور و کاهش نابارورها با کاربرد خارجی اسید فولیک در گندم گزارش شده است (Javadi and Esfandiari, 2018). تعداد پنجه و تعداد خوشه در کپه در برنج با کاربرد خارجی تیامین و نیاسین در مقایسه با شاهد افزایش یافت (Vendruscolo et al., 2019). کاربرد خارجی ویتامین بر تولید و تسهیم مواد فتوسنتزی اثر مثبت داشته و باعث بهبود ویژگی‌های مورفولوژیکی، متابولیکی، تغذیه‌ای و تولیدی گیاهان می­شود (El-Bassiouny et al., 2014; Taiz et al., 2017).

وزن هزاردانه از عوامل اثرگذار بر عملکرد دانه است. این پارامتر به­نوعی بیانگر میزان آرد قابل استحصال می­باشد. افزایش وزن هزار دانه می­تواند در اثر کاهش تعداد دانه سنبله و تخصیص بیشتر مواد فتوسنتز به آنها یا در اثر افزایش توان فتوسنتزی بوته و تامین کافی مواد فتوسنتزی رخ دهد. در این مطالعه محلول­پاشی تیامین در مراحل مختلف رشدی سبب افزایش وزن هزار دانه شد (جدول 4). افزایش وزن هزار دانه در اثر کاربرد ویتامین­های ب9 (اسید فولیک)، ب1 (تیامین) و ب2 (ریبوفلاوین) در گیاهانی مانند آفتابگردان، نخود، جو، گندم، رازیانه، سورگوم و کتان گزارش شده است (Stakhova et al., 2000; El-Shahawy et al., 2008; Emam et al., 2011; AL-Baldawi and Hamza, 2017; Hendawy and Ezz El-Din, 2010; Javadi and Esfandiari, 2018). بهبود بیوسنتز پروتئین­ها و کربوهیدرات­ها از دلایل افزایش وزن هزار دانه در اثر کاربرد تیامین عنوان شده است که متاثر از نقش تیامین در انجام واکنش­های شیمیایی مانند ترانس­ستولاسیون (در مرحله برگشت چرخه کربس و مسیر پنتوز فسفات) و دکربوکسیلاسیون دانسته­اند (Hendawy and Ezz El-Din, 2010).

عملکرد بیولوژیک میزان ماده خشک تولید شده را شامل می­شود. پارامترهایی مانند ارتفاع بوته، تعداد پنجه­ها، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و برخی دیگر بر عملکرد بیولوژیک گندم اثرگذار هستند. در این مطالعه ارتفاع بوته، تعداد پنجه­ها و وزن هزار دانه افزایش یافت که به تبع آن عملکرد بیولوژیک در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) افزایش نشان داد (جداول 3 و 4). افزایش عملکرد بیولوژیک در پی کاربرد خارجی اسید آسکوربیک و ویتامین­های گروه ب گزارش شده است (Anton et al., 1999; El-Shahawy et al., 2008; Emam et al., 2011; Mohammad, 2013; Javadi and Esfandiari, 2018). افزایش عملکرد بیولوژیک با کاربرد ویتامین­ها و اسیدهای آمینه در رازیانه (Hendawy and Ezz El-Din, 2010)، گل جعفری (Hosseini et al., 2015)، همیشه بهار (Soltani et al., 2014)، کوکب (Mahgoub et al., 2011)، ذرت شیرین (Vendruscolo and Seleguini, 2020) و سیاهدانه (Naguib and Khalil, 2002) گزارش شده است. تیامین به فرم کوآنزیمی خود در واکنش­هایی مانند دکربوکسیلاسیون، دکربوکسیلاسیون – اکسیداتیو و ترانس­ستولاسیون ایفای نقش می­کند (Esfandiari and Mahboob, 2014). این واکنش­ها در مسیرهای بیوسنتز پروتئین­ها، کربوهیدرات­ها و لیپیدها به­همراه تولید انرژی اتفاق می­افتد و کاربرد خارجی تیامین می­تواند محدودیت­های سنتزی آن را رفع نموده و رشد و نمو و در نهایت عملکرد بیولوژیک گیاه را بهبود بخشد (Kawasaki and Egi, 1992; Naguib and Khalil, 2002).

عملکرد دانه پارامتری است که ابتدای فرآیند جوانه­زنی تا زمان رسیدگی از ویژگی­های ژنتیکی و محیطی متاثر می­شود. برای رسیدن به عملکرد مطلوب لازم است که در مرحله جوانه­زنی ضمن کاهش اثرات منفی عوامل محیطی، محدودیت­های متابولیسمی که نوعی محدودیت ژنتیکی است به حداقل رسانده شود. بدین شکل سهم تنفس رشدی افزایش یافته و گیاهچه­های قوی­تر بوجود می­آیند که قادرند در مراحل اولیه رشد و بعد از تشکیل طرح اولیه سنبله، با افزایش توان تولید فتوآسیمیلات­ها مواد فتوسنتزی بیشتری را به این بخش اختصاص دهند (Sadeghi-Razligi et al., 2013). برآیند این عوامل منجر به افزایش عملکرد دانه خواهد شد که در این مطالعه نیز کاربرد خارجی تیامین توانست افزایش عملکرد دانه را سبب شود (جدول 3). افزایش عملکرد دانه در اثر کاربرد خارجی ویتامین­ها در نخود، جو، گندم و کتان گزارش شده است (Stakhova et al., 2000; Sahu et al., 2008; Emam et al., 2011; Mohammad, 2013; Javadi and Esfandiari, 2018). این محققین افزایش عملکرد دانه را متاثر از تغییرات اجزای عملکرد مانند وزن هزار دانه، تعداد پنجه­های بارور، تعداد دانه در سنبله و برخی دیگر دانسته­اند. برخی از محققین معتقدند که رشد و عملکرد بهتر گیاه با کاربرد برگی تیامین ناشی از اثرگذاری آن بر فتوسنتز، افزایش ترکیبات دارای گروه تیول (-SH) مانند متیونین و سیستئین و واکنش­های تامین پتانسیل هیدروژن و انرژی است (Sahu et al., 2008). از طرفی دیگر برخی از پژوهشگران تاثیر مثبت تیامین بر متابولسیم اسیدهای آمینه، اسیدهای نوکلئیک و نیتروژن را گزارش کردند (Martinis et al., 2016).  

میزان روی دانه در اثر کاربرد خارجی تیامین در مقایسه با شاهد (عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) افزایش معنی­داری نشان نداد (جدول 5). به­عبارتی به­غیر از تیمار عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله پنجه­زنی، 13 تیمار دیگر از نظر میزان روی انباشته شده در دانه در یک گروه جای گرفتند (جدول 5). در اثر کاربرد خارجی تیامین بیشترین و کمترین میزان آهن دانه به­ترتیب در تیمارهای پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی همراه با سنبله­دهی (افزایش 4 برابری در مقایسه با تیمار عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) و عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله پنجه­زنی (عدم وجود اختلاف معنی­دار با تیمار عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین) بدست آمد (جدول 5). لازم به­ذکر است که میزان آهن دانه در اثر کاربرد خارجی تیامین در تیمارهای عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی همراه با ساقه­دهی، عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی همراه با سنبله­دهی، پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی و پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله ساقه­دهی در مقایسه با تیمار عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین افزایش معنی­داری داشت. اما بین سایر تیمارهای مورد بررسی با شاهد تفاوت معنی­داری مشاهده نشد (جدول 5).

ر اثر کاربرد خارجی تیامین بیشترین میزان منگنز دانه در تیمار پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی و سنبله­دهی بدست آمد که در مقایسه با تیمار عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین افزایش 13 درصدی را نشان داد (جدول 5). لازم به ذکر است که تیمار یاد شده از نظر آماری با تیمارهای عدم پیش­تیمار  بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی همراه با ساقه­دهی، عدم پیش­تیمار  بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی همراه با سنبله­دهی، پیش­تیمار  بذر و عدم محلول­پاشی، پیش­تیمار  بذر و محلول­پاشی در مرحله پنجه­زنی، پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله ساقه­دهی و پیش­تیمار  بذر و محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی همراه با سنبله­دهی در یک گروه آماری قرار گرفت و تفاوت معنی­داری ندارد (جدول 5).

اثر کاربرد خارجی تیامین بر میزان اسید آسکوربیک دانه از روند خاصی تبعیت نکرد و تنها در برخی از تیمارهای مورد مطالعه در مقایسه با تیمار عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین افزایش معنی­دار نشان داد. اگرچه به لحاظ کمی بیشترین میزان اسید آسکوربیک موجود در دانه در تیمار پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در مرحله شیری شدن دانه بدست آمد اما، به لحاظ آماری با تیمارهای عدم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی در مرحله سنبله­دهی، پیش­تیمار بذر به­همراه عدم محلول­پاشی، پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در مرحله سنبله­دهی، پیش­تیمار بذر به­همراه محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی با ساقه­دهی تفاوت معنی­داری نداشت و در یک گروه جای گرفتند (جدول 5).

میزان اسید فیتیک دانه و نسبت مولی اسید فیتیک به روی به استثنای تیمار پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین در اثر کاربرد خارجی ماده یاد شده در مقایسه با تیمار عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین افزایش معنی­داری نشان داد (جدول 5).

میزان پروتئین، اسید آسکوربیک، اسید فیتیک، نسبت مولی اسید فیتیک به روی و میزان عناصر آهن، روی و منگنز از جمله عامل­های تعیین کننده کیفیت دانه گندم به­شمار می­آیند. براین اساس محققین تلاش می­کنند با بهبود پارامترهای یاد شده کیفیت گندم تولید شده را افزایش دهند. در این راستا ویتامین­ها و عناصر کم­مصرف مورد توجه قرار گرفته­اند و افزایش کیفی گندم نیز با کاربرد خارجی اسید فولیک (Javadi and Esfandiari, 2018) و روی (Esfandiari and Abdoli, 2017) گزارش شده است.

باتوجه به اهمیت بهبود کیفیت گندم و نقش تیامین در فرآیندهای فیزیولوژیک مانند مرحله برگشت چرخه کالوین، مسیر پنتوز فسفات، واکنش­های دکربوکسیلاسیون و تشکیل اسیدهای α-ستونی به­عنوان سوبسترای اولیه برای تولید اسیدهای آمینه در چرخه کربس، انتظار می­رفت که کاربرد خارجی تیامین با افزایش میزان اسیدهای α-ستونی منجر به افزایش پروتئین دانه شود. بطوریکه افزایش میزان پروتئین دانه و اسیدهای آمینه ضروری در دانه گندم با کاربرد خارجی اسید فولیک در گندم، جو و نخود گزارش شده است (Stakhova et al., 2000; Javadi and Esfandiari, 2018).

در بیوسنتز پروتئین علاوه­بر ویتامین­ها نظیر تیامین، عواملی دیگری مانند عناصر به­ویژه روی نقش ایفا می­کنند. بطوریکه مطالعات چاکماک و همکاران (Cakmak et al., 1989) نشان داد که در صورت کمبود روی تجمع اسیدهای آمینه اتفاق می­افتد و عمل پلیمر شدن آنها و بیوسنتز پروتئین با اختلال مواجه می­شود. افزایش میزان پروتئین دانه در اثر کاربرد روی در خاک­هایی که با کمبود روی مواجه بودند گزارش شده است (Pourgholam et al., 2013).

در راستای ارتقای کیفی گندم محققین سعی در افزایش اسید آسکوربیک و کاهش اسید فیتیک و نسبت مولی اسید فیتیک به روی دارند (Yang et al., 2011; Bharti et al., 2013; Abdoli et al., 2014). افزایش میزان اسید آسکوربیک و کاهش اسید فیتیک و نسبت مولی اسید فیتیک به روی در اثر کاربرد خارجی اسید فولیک در گندم توسط جوادی و اسفندیاری (Javadi and Esfandiari, 2018) گزارش شده است. این محققین دلیل اثر مثبت اسید فولیک بر پارامترهای یاد شده و بهبود کیفیت گندم را ناشی از افزایش توان جذب روی در خاک آهکی و با مقدار روی قابل جذب پائین (کمتر از یک میلی­گرم بر کیلوگرم خاک) عنوان نموده­اند. افزایش میزان متیونین با کاربرد خارجی اسید فولیک و روی در گندم گزارش شده است (Javadi and Esfandiari, 2018; Abdoli et al., 2014 ). متیونین سوبسترای اولیه برای بیوسنتز فیتوسیدروفرها بوده و این ترکیبات توانایی رهاسازی و جذب عناصر کم­مصرف را در خاک­های آهکی داشته و به رفع نیازهای گیاه کمک می­کند (Cakmak et al., 1989).  همچنین، تاثیر مثبت روی بر افزایش میزان اسید آسکوربیک در گندم (Chen et al., 2011; Bharti et al., 2013)، کاهش میزان اسید فیتیک و نسبت مولی اسید فیتیک به روی در گندم گزارش شده است (Chen et al., 2011; Bharti et al., 2013). در این پژوهش میزان قابل جذب عناصر کم­مصرف بیش از آستانه نیاز گندم بود و به­راحتی این عناصر در اختیار گیاه قرار گرفتند. لذا، مسیرهای متابولیسمی که عناصر کم­مصرف مانند بیوسنتز پروتئین­ها و اسید آسکوربیک نقش کوفاکتوری ایفای می­کنند بخوبی فعال شده و بیوسنتز آنها انجام می­شود. برآیند این عوامل سبب عدم اثرگذاری کاربرد خارجی تیامین بر پارامترهای یاد شده در تیمارهای مورد مطالعه نسبت به تیمار عدم پیش­تیمار بذر و عدم محلول­پاشی تیامین شد (جدول 5). البته تاثیر کاربرد خارجی تیامین در افزایش میزان عناصر کم­مصرف در گیاهان Gladiolus grandiflorus (Sajjad et al., 2015; Hashish et al., 2015)،Matricaria recutita (Ranjbar et al., 2014) وOcimum basilicum (Fallahi et al., 2018) گزارش شده است.

نتیجه­گیری کلی

در تولید محصولاتی مانند گندم همواره باید بعد کمی و کیفی آن مد نظر قرار گیرد. در این مطالعه در اکثر تیمارهای مورد بررسی پارامترهای کیفی تغییر معنی­داری نداشت که بیانگر عدم تاثیرپذیری بعد کمی گندم رقم سیروان از کاربرد خارجی تیامین می­باشد. این نتیجه متاثر از دسترسی کافی به عناصر پر مصرف و کم مصرف است. لذا، برای جمع­بندی نتایج این پژوهش تنها بعد کمی عملکرد لحاظ گردید. اگرچه برای توصیه اثرگذاری کاربردی خارجی تیامین بر عملکرد دانه لازم است این آزمایش در سال­ها و مکان­های متفاوت تکرار شود اما، با در نظر گرفتن مسائل اقتصاد تولید، تیمار عدم پیش­تیمار بذور و محلول­پاشی در مراحل پنجه­زنی همراه با ساقه­دهی به دلیل عملکرد بیشتر، برتر از سایرین بوده و می­توان برای منطقه کرج و مناطق مشابه آب و هوایی با شرایط خاکی یکسان برای رقم سیروان توصیه نمود.

 

 

 

 

جدول 1- برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل انجام آزمایش Table 1- Soil analysis of the test site   عمق Depth   هدایت الکتریکی EC کربن آلی Organic matter اسیدیته Acidity   نیتروژن کل Total N   پتاسیم K   فسفر P آهن Fe   رویZn   منگنزMn   مسCu   شن Sand   سیلت Silt   رس Clay   بافت خاک Soil texture (cm) (ds/m) (%)   (%)     mg.kg-1     (%) (%) (%)   0-30 0.38 0.47 6.81 0.11 360 13.06 2.32 2.31 38.1 3.49 47.6 35.2 17.2 Loam     جدول 2- نتایج تجزیه واریانس اثر پرایمینگ و کاربرد برگی تیامین بر برخی خصوصیات رشدی و عملکرد گندم رقم سیروان Table 2- Analysis of variance of yield components of wheat cv. Sirvan   وزن هزاردانه Weight of 1000 seeds شاخص برداشت Harvest Index عملکرد بیولوژیک Biological Yield عملکرد دانه Grain Yield ارتفاع بوته Plant Height درجه آزادی df   منابع تغییرات S.O.V.     6.95* 13** 6848381.06ns 272943.42ns 65.25ns 2 تکرار Rep. 2.38ns 44.09** 25277891.03ns 8523.78ns 54.86ns 1 پیش­تیمار Priming 0.66 0.46 10102350.27 841679.04 48.97 2 خطای کرت­های اصلی Error of main plots 43.49* 15.79* 7184685.46ns 1042239.23* 87.15** 6 محلول­پاشی برگی Spraying 9.94ns 14.97* 15203891.01** 1484589.12** 40.45* 6 پیش­تیمار × محلول­پاشی Priming*Spraying 11.56 5.88 2838807.33 245904.23 15.05 24 خطای کرت­های فرعی Error of sub plots 6.9 8.6 7.85 8.23 4.78   ضریب تغییرات C.V. (%) ns ، * و **: به ترتيب اختلاف غيرمعني‌دار و معني‌دار در سطوح احتمال پنج و يك درصد. ns, * and **: non- significant and significant at 5 and 1% levels of probability, respectively

 

 

ادامه جدول 2 Table 2- Continued    میزان رطوبت Moisture Content حجم نان Volume of Bread عدد زلنی Zeleni Number پروتئین Protein تعداد پنجه نابارور Number of Infertile Tillers تعداد پنجه بارور Number of fertile Tillers درجه آزادی df   منابع تغییرات S.O.V 0.42ns 838.7ns 0.88ns 0.04ns 0.11ns 0.38* 2 تکرار Rep. 0.09ns 4.02ns 0.86ns 0.01ns 1.66* 0.22ns 1 پیش­تیمار Priming 0.13 197.1 0.64 0.03 0.08 0.05 2 خطای کرت­های اصلی Error of main plots 0.04ns 180.6ns 4.76ns 0.03ns 0.51** 0.76** 6 محلول­پاشی برگی Spraying 0.01ns 571.8ns 2.86ns 0.03ns 0.03ns 0.68* 6 پیش­تیمار × محلول­پاشی Priming*Spraying 0.03 630.1 2.01 0.02 0.05 0.17 24 خطای کرت­های فرعی Error of sub plots 2.19 5.5 5.05 1.07 23.16 12.2 ضریب تغییرات C.V. (%) ns  ، * و **: به ترتيب اختلاف غيرمعني‌دار و معني‌دار در سطوح احتمال پنج و يك درصد. ns, * and **: non- significant and significant at 5 and 1% levels of probability, respectively.     ادامه جدول 2 Table 2- Continued    منگنز Mn آهن Fe روی Zn جذب رطوبت آب Moisture Absorption درجه سختی دانه Degree of Green Hardness درجه آزادی  df منابع تغییرات S.O.V 0.001ns 0.04ns 0.01ns 0.02ns 1.88ns 2 تکرار Rep. 0.01** 1.01* 0.02ns 0.38ns 0.21ns 1 پیش­تیمار Priming 0.001 0.07 0.07 0.38 0.21 2 خطای کرت­های اصلی Error of main plots 0.01** 0.77** 0.03ns 0.31** 0.98ns 6 محلول­پاشی برگی Spraying 0.01** 0.48** 0.04 * 0.1ns 2.38ns 6 پیش­تیمار × محلول­پاشی Priming*Spraying 0.001 0.04 0.02 0.06 1.16 24 خطای کرت­های فرعی Error of sub plots  4.5 20.68 8.22  0.38 2.19 ضریب تغییرات C.V. (%) ns  ، * و **: به ترتيب اختلاف غيرمعني‌دار و معني‌دار در سطوح احتمال پنج و يك درصد. ns, * and **: non- significant and significant at 5 and 1% levels of probability, respectively.

 

ادامه جدول 2 Table 2- Continued    نسبت مولی اسید فیتیک به روی PA/Zn   اسید فیتیک Phytic Acid   اسید آسکوربیک Ascorbic Acid   درجه آزادی  df   منابع تغییرات S.O.V 0.01ns 0.52ns 0.001ns 2 تکرار Rep. 0.03ns 3.39ns 0.084* 1 پیش­تیمار Priming 0.01 1.46 0.006 2 خطای کرت­های اصلی Error of main plots 14.14** 7.41** 0.002ns 6 محلول­پاشی برگی Spraying 2.84** 1.9** 0.019** 6 پیش­تیمار × محلول­پاشی Priming*Spraying 0.006 0.5 0.003 24 خطای کرت­های فرعی Error of sub plots 20.7 20.5 14.7   ضریب تغییرات C.V. (%) ns  ، * و **: به ترتيب اختلاف غيرمعني‌دار و معني‌دار در سطوح احتمال پنج و يك درصد. ns, * and **: non- significant and significant at 5 and 1% levels of probability, respectively.   جدول 3- مقایسه میانگین اثرات متقابل کاربرد خارجی تیامین بر برخی از پارامترهای زراعی مورد مطالعه Table 3- The effect of priming and foliar application of thiamine on some agronomical characteristics   شاخص برداشت Harvest index (%) عملکرد دانه Yield (kg.ha-1) عملکرد بیولوژیک Biological yield (kg.ha-1) تعداد پنجه بارور Fertile tillers ارتفاع Height (cm)     26.32b-e 484.67e 18444d 3cd 75.1d شاهد Control عدم پیش­تیمار No priming 27.71b-e 6414.17ab 23166abc 4ab 81.4a-d پنجه­زنی Tillering 28.06b-e 6338.33abc 22611abc 3cd 86.8ab ساقه­دهی Stemming 28.1b-e 5827.78bcd 20833bcd 3.4abc 82.6a-d سنبله­دهی Spiking 25.43cde 5309.45cbe 21000bcd 2.3d 75.1d شیری شدن Milking 29.78abc 7066.67a 23666ab 3.7abc 89.8a پنجه­زنی+ساقه­روی Tillering+Stemming 24.86de 6460.56ab 25944a 4.1a 84.4abc پنجه­زنی+سنبله­دهی Tillering+Spiking 28.35b-e 6152.78abc 21722bcd 3.5abc 72.1cd شاهد Control پیش­تیمار Priming 24.36e 4956.67de 20333bcd 3.4abc 78.2bcd پنجه­زنی Tillering 33.29a 6132.22abc 18444d 3.4abc 84.2abc ساقه­دهی Stemming 30.76ab 6569.17ab 21666bcd 4ab 85.2abc سنبله­دهی Spiking 29.37a-d 6073.33abc 20777bcd 3.3abc 77cd شیری شدن Milking 28.8a-e 6317.22abc 22111bcd 3.8abc 77.8cd پنجه­زنی+ساقه­روی Tillering+Stemming 29.65abc 5857.78bcd 19750cd 3.2bc 79.7bcd پنجه­زنی+سنبله­دهی Tillering+Spiking میانگین­هایی با حروف یکسان در هر ستون، اختلاف معنی داری از لحاظ آماری در سطح احتمال 5% طبق آزمون دانکن با یکدیگر ندارند. Means which follow the same letter are not statistically different at 5% probability level based on Duncan test.

 

جدول 4- اثرات ساده عامل­های مورد مطالعه بر وزن هزار دانه، تعداد پنجه بارور و جذب رطوبت آرد گندم Table 4- The effect of priming and foliar application of thiamine on some growth and yield characteristics of wheat     تیمارهای مورد مطالعه Studied treatments وزن هزار دانه Weight of 1000 grains تعداد پنجه نابارور Number of infertile tillers جذب رطوبت آرد Moisture absorption (%) پیش­تیمار بذر Seed priming عدم پیش­تیمار  No priming ---- 1.2±0.08 a ---- پیش­تیمار Priming ---- 0.8±0.07 b ---- محلول­پاشی تیامین در مراحل مختلف رشدی Foliar application of thiamine at different growth stages شاهد  Control 43.83±0.87 b 1.47±0.11 a 65.05±0.13 a پنچه­زنی  Tillering 50±0.89 a 0.66±0.09 c 65.13±0.07 a ساقه­دهی  Stemming 49.5±1.06 a 1.2±0.19 ab 65.05±0.08 a سنبله­دهی  Spiking 49.5±1.88 a 1.14±0.15 ab 65.3±0.08 a شیری شدن  Milky 49±1.37 a 1±0.1 bc 65.23±0.16 a   پنجه­زنی + ساقه­دهی Tillering + Stemming 52.83±1.14 a 0.68±0.09 c 65.17±0.17 a   پنجه­زنی + سنبله­دهی Tillering + Spiking 50±1.57 a 0.87±0.13 bc 64.6±0.14 b میانگین­هایی با حروف یکسان در هر ستون، اختلاف معنی داری از لحاظ آماری در سطح احتمال 5% طبق آزمون دانکن با یکدیگر ندارند. Means which follow the same letter are not statistically different at 5% probability level based on Duncan test.   جدول 5- تاثیر کاربرد خارجی تیامین بر میزان روی، آهن، منگنز، اسید آسکوربیک، اسید فیتیک  و نسبت مولی اسید فیتیک به روی دانه گندم Table 5- The effect of exogenic application of thiamine on Zn, Fe, ascorbic acid, phytic acid and Zn/Ph. Ratio on wheat grains   نسبت مولی اسید فیتیک  به روی  Ph/Zn   اسید فیتیک Phytic acid (g/100 g) اسید آسکوربیک Ascorbic Acid (mM/g) منگنز Mn  (mg/kg) آهن Fe (mg/kg) روی Zn (mg/kg)     0.0878f 1.302h 0.394cd 0.89cd 0.53ef 1.46ab شاهد Control عدم پیش­تیمار No priming 0.1768bc 2.359fg 0.424b-d 0.83de 0.36f 1.31b پنجه­زنی Tillering 0.1344de 2.069g 0.515a-c 0.92bc 0.55ef 1.5ab ساقه­دهی Stemming 0.1982b 2.958c-e 0.454b-d 0.88c-e 0.56ef 1.5ab سنبله­دهی Spiking 0.1637b-e 2.655ef 0.364d 0.91cd 0.56ef 1.6a شیری شدن Milking 0.1674b-d 2.881de 0.364d 0.99ab 1.45b 1.7a پنجه­زنی+ساقه­روی Tillering+Stemming 0.2017b 3.425bc 0.473b-d 0.95a-c 1.24bc 1.67a پنجه­زنی+سنبله­دهی Tillering+Spiking 0.0328g 0.554i 0.54ab 0.94a-c 1.01cd 1.66a شاهد Control پیش­تیمار Priming 0.2434a 3.639b 0.485b-d 0.99ab 0.81de 1.48ab پنجه­زنی Tillering 0.0752f 1.254h 0.424b-d 0.94a-c 1.38b 1.65a ساقه­دهی Stemming 0.189bc 3.225b-d 0.533ab 0.92bc 0.75de 1.69a سنبله­دهی Spiking 0.126e 1.985g 0.624a 0.81e 0.84de 1.55ab شیری شدن Milking 0.1517c-e 2.24fg 0.515a-c 0.92bc 0.6ef 1.48ab پنجه­زنی+ساقه­روی Tillering+Stemming 0.2645a 4.189a 0.485b-d 1.01a 2.02a 1.56ab پنجه­زنی+سنبله­دهی Tillering+Spiking میانگین­هایی با حروف یکسان در هر ستون، اختلاف معنی داری از لحاظ آماری در سطح احتمال 5% طبق آزمون دانکن با یکدیگر ندارند. Means which follow the same letter are not statistically different at 5% probability level based on Duncan test.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

 

 

 

منابع مورد استفاده                                                                                             References

·       Abdel-Aziz, N.G., F.E.M. El-Quesni, and M.M. Farahat. 2007. Response of vegetative growth and some chemical constituents of Syngonium podophyllum L. to foliar application of thiamine, ascorbic acid and kinetin at Nubaria. World Journal of Agricultural Sciences. 3(3): 301–305.

·       Abdel-Aziz, G., S. Lobna, and M.M. Soad. 2009. Some studies on the effect of putrescine, ascorbic acid and thiamine on growth, flowering and some chemical constituents of Gladiolus plants at Nubaria. Ozean Journal of Applied Science. 2(2): 169-179.

·       Abdoli, M., E. Esfandiari., S.B. Mousavi, and B. Sadeghzadeh. 2014. Effects of foliar application of zinc sulfate at different phenological stages on yield formation and grain zinc content of bread wheat (cv. Kohdasht). Azarian Journal of Agriculture. 1(1): 11-17.

·       AL-Baldawi, M.H.K. and J.H. Hamza. 2017. Seed priming effect on field emergence and grain yield in sorghum. Journal of Central European Agriculture. 18(2): 404-423.

·       Amin, M.A. and M.A. Ismail. 2015. Effect of indole butyric, arginine, cyanocobalamine (B12), ascorbic acid and their interactions on growth, yield and some metabolic constituents of sunflower plants. International Journal of Advanced Research in Biological Sciences. 2(12): 154–162.

·       Aminifard, M.H., A. Jorkesh, H.R. Fallahi, and K. Alipoor. 2018. Foliar application of thiamine stimulates the growth, yield and biochemical compounds production of Coriander and Fenugreek. Journal of Horticultural Research. 26(1): 77-85.

·       Amjad, S.F., N. Mansoora, S. Yaseen, A. Kamal, B. Butt, H. Matloob, S.A.M. Alamri, S.A. Alrumman, E.M. Eid, and M. Shahbaz. 2021. Combined use of endophytic bacteria and pre-sowing treatment of thiamine mitigates the adverse effects of drought stress in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Sustainability. 13(1): 6582.

·       Anton, N., A. El-Nour, and A. El-Set. 1999. Response of barley to ascorbic, citric acids and micronutrients mixture under sandy soil conditions. Zagazig Journal of Agricultural Research. 26(2): 1553-1563.

·       Antonopoulo, C.K., I. Dimassi, CH. Therios, V. Chatzissav, and V. Tsirakoglou. 2005. Inhibitory effects of riboflavin (vitamin B2) on the in vitro rooting and nutrient concentration of explants of peach rootstock GF 667 (Prunus amygdalus × P. Persica). Scientia Horticulturae. 106(3): 268-272.

·       Bharti, K., N. Pandey, D. Shankhdhar, P.C. Srivastava, and S.C. Shankhdhar. 2013. Improving nutritional quality of wheat through soil and foliar zinc application. Plant, Soil and Environment. 59(8): 348-352.

·       Cakmak, I., H. Marchner, and F. Bangerth. 1989. Effect of zinc nutritional status on growth, protein metabolism and levels of indole-3-acetic acid and other phytohormones in bean (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Experimental Botany. 40(3): 405–412.

·       Chen, L., H. Yin, J. Xu, and X. Liu. 2011. Enhanced antioxidative responses of a salt-resistant wheat cultivar facilitate its adaptation to salt stress. African Journal of Biotechnology. 10(2): 16887-16896.

·       El-Awadi, M.E., Y.R. Abd Elbaky, M.G. Dawood, M.A. Shalaby, and B.A. Bakry. 2016. Enhancement quality and quantity of lupine plant via foliar application of some vitamins under sandy soil conditions. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 7(4): 1012–1024.

·       El-Bassiouny, H.S.M., B.A. Bakry, A.A.E.M. Attia, and M.M. Abd Allah. 2014. Physiological role of humic acid and nicotinamide on improving plant growth, yield, and mineral nutrient of wheat (Triticum durum) grown under newly reclaimed sandy soil. Agricultural Science. 5(4): 687–700.

·       El-Ghamriny, E.A., H.M. Arisha, and A.E. Kamel. 2005. Effect of foliar spray with B-vitamins (B1, B6 and B12) on growth and seed yield of cowpea plants. Zagazig Journal of Agricultural Research. 32(6): 1767-1783.

·       El-Shahawy, A., K.G. El-Rokiek, L.K. Balbaa, and S.M. Abbas. 2008. Micronutrients, B-vitamins and yeast in relation to increasing flax (Linum usitatissimum L.) growth, yield productivity and controlling associated weeds. Asian Journal of Agricultural Research. 2(3): 1-14.

·       Emam, M.M., A.H. El-Sweify, and N.M. Helal. 2011. Efficiencies of some vitamins in improving yield and quality of flax plant. African Journal of Agricultural Research. 6(18): 4362-4369.

·       Erdal, I., A. Yilmaz, S. Taban, S. Eker, B. Torun, and I. Cakmak. 2002. Phytic acid and phosphorus concentrations in seeds of wheat cultivars grown with and without zinc fertilization. Journal of Plant Nutrition. 25(1): 113-127.

·       Esfandiari, E., and M. Abdoli. 2017. Improvement of agronomic and qualitative characters of durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum) genotypes by application of zinc sulfate under zinc deficiency stress. Journal of Crop Ecophysiology. 11(3): 619-636. (In Persian).

·       Esfandiari, E., and S. Mahboob. 2014. Plant biochemestry (Vol. 1). Amidi: Tabriz University of Medical Sciences, Tabriz, 252p. (In Persian)

·       Fallahi, H.R., M.H. Aminifard, and A. Jorkesh. 2018. Effects of thiamine spraying on biochemical and morphological traits of basil plants under greenhouse conditions. Journal of Horticulture and Postharvest Research. 1(1): 27–36.

·       Fardet, A., E. Rock, and R. Christian. 2008. 1s the in vitro antioxidant potential of whole grain cereals and cereal produces well reflected in vivo? Journal of Cereal Science. 48(2): 258-276.

·       Farouk, S., S.A. Youssef, and A.A. Ali. 2012. Exploitation of biostimulants and vitamins as an alternative strategy to control early blight of tomato plants. Asian Journal of Plant Sciences. 11(1): 36–43

·       Fitzpatrick, T., and L. Chapman. 2020. The importance of thiamine (vitamin B1) in plant health: From crop yield to biofortification. Journal of Biological Chemistry. 295(34): 12002–12013.

·       Goyer, A. 2010. Thiamine in plants: Aspects of its metabolism and functions. Phytochemistry. 71(3): 1615- 1624.

·       Hamada, A.M. and E.M. Khulaef. 2000. Simulative effects of ascorbic acid, thiamin or pyridoxine on Vicia faba growth and some related metabolic activities. Pakistan Journal of Biological Sciences. 3(8): 1330–1332.

·       Hashish, K.I., R.A. Eid., M.M. Kandil, and A.A.M. Mazher. 2015. Study on various level of salinity on some morphological and chemical composition of gladiolus plants by foliar spray with glutathione and thiamine. International Journal of ChemTech Research. 8(9): 334–341.

·       Haug, W. and H.J. Lantzsch. 1983. Sensitive method for the rapid determination of phytatein cereal products. Journal of Science Food Agriculture. 34(1): 1423-1426.

·       Hendawy, S.F. and A.A. Ezz El-Din. 2010. Growth and yield of Foeniculum vulgare var. azoricum as influenced by some vitamins and amino acids. Ozean Journal of Applied Science. 3(1): 113-123.

·       Hosseini, H., H. Farahmand, and V. Saffari. 2015. The effect of foliar application of ascorbic acid, thiamine and benzyl adenine on growth, flowering and some biochemical characteristics of marigold (Tagetes erecta L.). Journal of the Plant Production. 38(2): 25-36.

·       Jalal Kamali, M. and H.R. Sharifi. 2010. Variation in developmental stages and its relationships with yield and yield components of bread wheat cultivars under field conditions: II- yield and yield components. Journal of Crop Ecophysiology. 26(1): 1-23. (In Persian)

·       Javadi, A., and E. Esfandiari. 2018. The effect of folic acid on yield and some qualities parameters of wheat. Crop Production. 10(4):149-158. (In Persian)

·       Kawasaki, T., and Y. Egi. 1992. Tiamine: 375-399. In: De Leenheer, A.P., W.E. Lambert, and J.F. van Bocxlaer, (Eds.). Modern Chromatographic Analysis of Vitamins. New York, NY: Marcel Dekker, Inc, 606p.

·       Kaya, C., M. Ashraf, O. Sonmez, A.L. Tuna, T. Polat, and S. Aydemir. 2015. Exogenous application of thiamin promotes growth and antioxidative defense system at initial phases of development in saltstressed plants of two maize cultivars differing in salinity tolerance. Acta Physiologiae Plantarum. 37(3): 1741.

·       Mahgoub, H.M., G.N. Abd El-Aziz, and M.A. Mazhar, 2011. Response of Dahlia pinnata L. plant to foliar spray with putrescine and thiamine on growth, flowering and photosynthetic pigments. American Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences. 10(5): 769-775.

·       Maralian, H., R. Didar-Taleshmikail, K. Shahbazi, and M. Torabi-Giglou. 2008. Study of the effects of foliar application of Fe and Zn on wheat quality and quantity properties. Agricultural Research Journal. 8(4): 47-60. (In Persian).

·       Martinis, J., E. Gas-Pascual, N. Szydlowski, M. Crèvecoeur, A. Gisler, L. Bürkle, and T.B. Fitzpatrick. 2016. Longdistance transport of thiamine (vitamin B1) is concomitant with that of polyamines. Plant Physiology. 171(3): 542– 553.

·       Mohammad, A.S. 2013. Response of wheat to biofertilization and foliar application of ascorbic acid under nitrogen fertilization rates. Minia Journal of Agricultural Research and Development. 4(1):799-806.

·       Naguib, N.Y. and M.Y. Khalil. 2002. Studies on the effect of dry yeast thiamine and biotin on the growth and chemical constituents of black cumin (Nigella sativa L.). Arab Universities Journal of Agricultural Sciences. 10(3): 919-937.

·       Ogbonnaya, F.C., O. Abdalla, A. Mujeeb-Kazi, A.G. Kazi, S.S. Xu., N. Gosman, and H. Tsujimoto. 2013. Synthetic hexaploids: Harnessing species of the primary gene pool for wheat improvement. Plant Breeding Reviews. 37(2): 35-122.

·       Pourgholam, M., N. Nemati, and M. Oveysi. 2013. Effect of zinc and iron under the influence of drought on prolin, protein and nitrogen leaf of rapeseed (Brassica napus). Annals of Biological Research. 4(7): 200-203.

·       Ranjbar, B., S. Sharafzadeh, and O. Alizadeh. 2014. Growth and essential oil responses of German chamomile to thiamine and ascorbic acid. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences. 3(7): 51–53.

·       Sadeghi-Razligi, Sh., I. Allahdadi, and E. Esfandiari. 2013. The effect of folic acid on seed reserve partitioning and early vigor of wheat seedlings. Iranian Journal of Dryland Agriculture. 1(2): 70-81. (In Persian).

·       Sahu, M.P., N.S. Solanki, and L.N. Dashora. 2008. Effects of thiourea, thiamine and ascorbic acid on growth and yield of maize (Zea mays L.). Journal of Agronomy and Crop Science. 171(1):65 – 69.

·       Sajjad Y., M.J. Jaskani, M. Qasim, G. Akhtar, and A. Mehmood. 2015. Foliar application of growth bioregulators influences floral traits, corm-associated traits and chemical constituents in Gladiolus grandiflorus L. Korean Journal of Horticultural Science and Technology. 33(6): 812–819.

·       Shalaby, T.A., and H. El-Ramady. 2014. Effect of foliar application of bio-stimulants on growth, yield, yield components and storability of garlic (Allium sativum L.). Australian Journal of Crop Science. 8(2): 271-275.

·       Soltani, Y., V.R. Saffari, and A.A. Maghsoudi Moud, 2014. Response of growth, flowering and some biochemical constituents of Calendula officinalis L. to foliar application of salicylic acid, ascorbic acid and thiamine. Ethno-Pharmaceutical products. Ethno-Pharmaceutical Products. 1(1): 37-44.

·       Stakhova, L.N., L. Stakhova, and A. Ladygin. 2000. Effects of exogenous folic on the yield and amino acid content of the seed of Pisum sativum L. and Hordeum vulgare L. Applied Biochemistry and Micronutrient. 36(3): 85-89.

·       Taiz, L., E. Zeiger., I.M. Moller, and A. Murphy. 2017. Plant physiology and development, sixth ed. Sinauer Associates, Sunderland.

·       Vendruscolo, E.P., A.H.A. Rodrigues, P.R. Oliveira, R.A. Leitão, L.F. Cardoso Campos, A. Seleguini, and S.F. Lima. 2019. Exogenous application of vitamins in upland rice. Revista de Agricultura Neotropical, Cassilândia-MS. 6(2): 1-6.

·       Vendruscolo, E.P., and A. Seleguini. 2020. Effects of vitamin pre-sowing treatment on sweet maize seedlings irrigated with saline water efecto del tratamiento presiembra con vitaminas en el desarrollo de plántulas de maíz dulce regadas con agua salina. Acta Agronómica. 69(1): 20-25.

·       Wu, S.C., Z.H. Cao., Z.G. Li., K.C. Cheung, and M.H. Wong. 2005. Effects of biofertilizer containing N-fixer, P and K solubilizers and AM fungi on maize growth: A greenhouse trial. Geoderma. 125: 155– 166.

·       Yang, X.W., X.H. Tian, W.J. Gale, X.Y. Cao, X.C. Lu, and A.Q. Zhao. 2011. Effect of soil and foliar zinc application on zinc concentration and bioavailability in wheat grain on potentially zinc deficient soil. Cereal Research Communication. 39: 535-543

 

 

 

 

 

 

 

 Research Article                                                          DOI:  

Journal of Crop Ecophysiology / Vol. 18, No. 3, 2024                                                                              193

 

 

Investigation of the Effects of Exogenous Application of Thiamine on the Quantitative and Qualitative Yield of Wheat (Triticum aestivum L.) Sirvan Cultivar

 

  

Meysam Norouzian¹, Ezatollah Esfandiari², Mohammad Reza Bihamta³, Ismail Karimi⁴

 

Received: December 2022, Revised: 21 February 2023,     Accepted: 6 August 2023

 

 

Abstract

 

This experiment was conducted in the form of a split-plot design based on randomized complete blocks in the research farm of Karaj Agriculture University of Tehran at 2013 to 2014. The main plot was seed pre-treatment with thiamine including as no seed pre-treatment (control), seed pre-treatment with 12.5 μM thiamine for 12 hours, and sub-plot was foliar application of thiamine in different growth stages including: no spraying (control), tillering, stemming, spiking, milking, tillering with stemming, tillering with spiking. The results showed that seed yield in most of the studied treatments increased significantly due to the exogenous application of thiamine compared to the control (No pre-treatment and no spraying of thiamine). That can be caused by improvement of parameters such as the number of fertile tillers, the number of infertile tillers and the weight of 1000 grains. But exogenous application of thiamine in most of the treatments did not to improve qualitative parameters such as grain protein, zinc content, ascorbic acid, Zeleni number and grain hardness degree compared to the control (No pre-treatment and no spraying of thiamine). Also, in parameters such as the amount of phytic acid and the molar ratio of phytic acid/zinc, exogenous application of thiamine had a negative effect in most treatments compared to the control (No pre-treatment and no spraying of thiamine). It should be mentioned that due to the lack of influence of the of wheat quality from the exogenous application of thiamine, which is caused by the optimal condition of nutritional requirements, only the quantitative of yield has been considered in expressing the final result. To recommendation the exogenous application of thiamine on grain yield, this experiment needs to be repeated. If there was no significant difference between some of the studied treatments in terms of grain yield, but with considering the issues of economic production in no pre-treatment of seeds and spraying at tillering with stemming were superior to others due to higher yield. Moreover, it can be recommended for Sirvan cultivar in Karaj region and similar regions in terms of climate.

 

Key words: Foliar application, Pre-treatment, Thiamine, Wheat seed, Yield.

---

[1] 1-PhD student, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Maragheh University, Maragheh, Iran.

[2] 2- Professor, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Maragheh University, Maragheh, Iran.

[3] 3- Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

[4] 4- Assistant Professor, Department of Agriculture, Faculty of Agriculture, Maragheh University, Maragheh, Iran.

* Corresponding Author: [e-mail]