Review on halophytes Researches in Iran: Explanation of Challenges and Offer Approaches

Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology

Gholam Hossein Ranjbar ¹ , Hadi Pirasteh-Anosheh ² , Mohammad Hossein Banakr ³ , Hamidreza Miri ⁴

1 - استادیار مرکز ملی تحقیقات شوری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران
2 - National Salinity Research Center
3 - مربی مرکز ملی تحقیقات شوری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران
4 - دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد ارسنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، ارسنجان، ایران

Received: 2016-05-10 Accepted : 2016-08-03 Published : 2018-04-21

Keywords: Salt stress, halophyte, Seawater, Agricultural journals, haloculture,

Abstract :

Based on definition in this study, “halophytes are the plants adapted to saline conditions via one of the mechanisms of prevent salt entry to plant or reduced salt concentration in cytoplasm”. Therefore, the halophytes can be divided in two major classes: eu-halophytes and facultative halophytes. Literature review of the country revealed that considerable researches in halophytes has begun from the last half century and were remarkably increased from 2001 right now. The plants such as kochia (Kochia scoparia), purslane (Portulaca oleracea) and lambsquarter (Chenopodium album) have been well evaluated in terms of different growing aspects and it seems that some other plants such as quinoa (Chenopodium quinoa), salicornia (Salicornia spp.) and harmal seeds (Peganum harmala) have greater potential for attracting the researches. About 30%, 11%, 11%, 11%, 9%, 7% and 28% of these researches were conducted on growth aspects, physiological and biochemical traits, forage quality, implementation of strategies to improve production, plant nutrient and fertilization, oil status and others, respectively. The experiments in controlled conditions were more than twice as field experiments. In general, regard to more investigation on forage and oil quality of halophytes, the aspects of medical, sanitary and ornamental of halophytes should be evaluated in sustainable agriculture systems.

References:

بناکار، م. ح.، غ. رنجبر و و. سلطانی. 1391. واکنش فیزیولوژیکی تعدادی از گیاهان شورزیست علوفه­ای در شرایط شور. دو فصلنامه علمی پژوهشی تنش­های محیطی در علوم زراعی، جلد 5، شماره 1: 66-55.

بناکار، م. ح.، س. ع. م. چراغی و م. شیران. 1389. مقایسه اثر سیستم های مختلف آبیاری بر تولید علوفه گیاهان شورپسند در شرایط شور. مجموعه مقالات سومین سمینار ملی توسعه پایدار روش های آبیاری تحت فشار. 334-324.

بناکار، م. ح. و غ. ح. رنجبر. 1392. مطالعه سرعت سبزشدن، قابلیت استقرار و عملکرد تعدادی از گونه‌های شورپسند در شرایط شور. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد 6، شماره 2: 146-137.

بناکار، م. ح.، م. ح. رحیمیان و غ. رنجبر. 1392. تعیین حد آستانه تحمل به شوری، شیب کاهش عملکرد و نیاز آبشویی روناس در شرایط مزرعه‌ای. مجله پژوهش آب ایران. دوره 7، شماره 12: 84-77.

بناکار، م. ح.، س. ع. م. چراغی، ف. خورسندی و م. کریمی. 1384. اثر کودهای ازته و فسفره بر روی رشد و خصوصیات کیفی برخی شورزیست‌های علوفه‌ای. اولین همایش ملی گیاهان علوفه‌ای کشور. کرج- دانشکده علوم زراعی و دامی. مرداد ماه: ص. 361.

بنایی، م. ح.، ع. مومنی، م. بایبوردی و م.ج. ملکوتی. 1383. خاک­های ایران: تحولات نوین در شناسایی، مدیریت و بهره‌برداری. موسسه تحقیقات خاک و آب، انتشارات سنا، تهران، ایران، 500 صفحه.

جامی الاحمدی، م.، م. کافی و م. نصیری محلاتی. 1383. بررسی ویژگی‌های جوانه‌زنی بذر گیاه جارو  (Kochia scoparia) در واکنش به سطوح مختلف شوری در محیط کنترل‌شده. مجله پژوهشهای زراعی ایران. دوره 2، شماره 2: 159-151.

خورسندی، ف.، ژ. وزیری و ع.ا. عزیزی ذهان. 1389. شورورزی؛ استفاده پایدار از منابع آب و خاک شور در کشاورزی. انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. 336 صفحه.

رنجبر، غ. و ه. پیراسته انوشه. 1394. نگاهی به تحقیقات شوری در ایران با تاکید بر بهبود تولید گیاهان زراعی. مجله علوم زراعی ایران. جلد 17، شماره 2: 178-165.

رنجبر، غ.، ح. غدیری و م. عدالت. 1394. تأثیر تراکم علف هرز کوشیا (Kochia indica) بر عملکرد و برخی ویژگی های فیزیولوژیک سورگوم تحت تنش شوری. مجله تولید و فراوری محصولات زراعی و باغی. جلد 5، شماره 18: 219-207.

رنجبر، غ.و  م.ح. بناکار. 1389. آستانه تحمل به شوری چهار رقم تجاری گندم. مجله پژوهش‌های خاک. دوره 24، شماره 3: 242-237.

صالحی، م.، م. کافی و ح.ر. صادقی پور. 1390. اثر استفاده از آب آبیاری شور بر تولید زیست توده و میزان تجمع یون ها در گیاه کوشیا. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد 4، شماره 1: 75-65.

کافی، م. 1387. کشاورزی شورزیست و ضرورت اجرای آن در کشور. مجموعه سخنرانی های کلیدی دهمین کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات. 28 تا 30 مردادماه. موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال بذر، کرج. 162-137.

کافی، م.، م. صالحی و ح.ر. عشقی­زاده. 1389. کشاورزی شورزیست: راهبردهای مدیریت گیاه، آب‌وخاک. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 377 صفحه.

لسانی، ح. 1363. اثر کینتین برجذب برگی و انتقال سدیم و کلر در گیاهانی با مقاومت متفاوت نسبت به شوری. مجله علوم کشاورزی ایران، جلد 15: 47-37.

محمودی ابیانه، م.، ر. ولی زاده، ع. ناصریان و ا. صلاحی. 1393. ارزش غذایی سه گونه گیاه شورزی با کاه گندم و یونجه. ششمین کنگره علوم دامی ایران. 5 و 6 شهریور. دانشگاه تبریز.

مومنی، ع. 1389. پراکنش جغرافیایی و سطوح شوری منابع خاک ایران. دو فصلنامه پژوهش های خاک (علوم خاک و آب). دوره 24، شماره 3: 215-203.

نباتی، ج.، م. کافی، ا. نظامی، پ. رضوانی مقدم، ع. معصومی و م. زارع مهرجردی. 1390. بررسی تولید روغن و زیست توده در کشاورزی شور زیست توسط کوشیا (Kochia scoparia). پژوهش‌های زراعی ایران. جلد 9، شماره 4: 622-615.

نباتی، ج.، م. کافی، ا. نظامی، پ. رضوانی مقدم، ع. معصومی و م. زارع مهرجردی. 1392. مطالعه ارزش غذایی علوفه گیاه شورزی کوشیا (Kochia scoparia) در شرایط تنش شوری. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد 6، شماره 2: 136-126.

نباتی، ج.، م. کافی، س. خانی‌نژاد، ع. معصومی و م. زارع مهرجردی. 1393. ارزیابی خصوصیات کیفی علوفه‌ پنج توده کوشیا (Kochia scoparia) به‌منظور استفاده در کشاورزی شور زیست در ایران. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد 7، شماره 2: 206-195.

نظامی، ا. ج. نباتی، م. کافی و م. محسنی. 1387. ارزیابی تحمل به شوری کوشیا (Kochia scoparia (L.) Schrad) در مرحله ی سبزشدن و گیاهچه‌ای تحت شرایط کنترل‌شده. تنش‌های محیطی در علوم زراعی. جلد 1، شماره 1: 77-69.

فرجیان مشهدی، م.ع.، م. کافی و ا. نظامی. 1392. مطالعه کمی و کیفی تولید علوفه در کشت مخلوط کوشیا (Kochia scoparia L.) با ارزن پادزهری (Panicum antidotale Retz.) تحت شرایط آبیاری با آب‌شور. بوم شناسی کشاورزی. جلد 5، شماره 2: 161-153.

نی ریزی، س. 1378. مدیریت کاربرد آب­های شور و لب‌شور در کشاورزی پایدار. کارگاه آموزشی مدیریت استفاده از آب­های شور، ص 1-16.

Akhani, H. 2006. Biodiversity of halophytic and sabkha ecosystems in Iran. pp. 71-88, In: M.A. Khan (ed.), Sabkha Ecosystems, Volume II: West and Central Asia, Springer, Netherlands.

Akhani, H. and M. Ghorbanli. 1993. A contribution to the halophytic vegetation and flora of Iran. pp. 35-44, In: H. Lieth and A. Al Masoom (eds.), Towards the Rational use of High Salinity Tolerant Plants. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.

Aronson, J.A. 1989. HALOPH: A Database of Salt Tolerant Plants of the World. Office of Arid Land Studies, University of Arizona, Arizona.

Aslam, R., N. Bostan, M.N. Nabgha-e-Amen and W. Safdar. 2011. A critical review on halophytes: salt tolerant plants. J Medic. Plants Res. 33: 7108-7118.

Ball, M.C. and S.M. Pidsley. 1995. Growth responses to salinity in relation to distribution of two mangrove species, Sonnerati aalba and S. lanceolata, in northern Australia. Func. Ecol. 9: 77– 85.

Blanco, F.F., M.W. Folefatti, H.R. Ghei and P.D. Fernandes. 2008. Growth and yield of corn irrigated with saline water. Sci. Agric. 65: 574–580.

Breckle, S.W. 1986. Studies on halophytes from Iran and Afghanistan. II. Ecology of halophytes along salt gradients. Royal Soc. Edinburgh. 89: 203-215.

Chapin, F.S., K. Autumn and F. Pugnaire. 1993. Evolution of suites of traits in response to environmental stress. Amer. Nat. 142: 78–92.

Dewan, M.L. and J. Famouri. 1964. The Soils of Iran. FAO, Rome.

FAO, 2012. FAO Statistical Year Book 2012, World Food and Agriculture. Food and Agriculture Organization of the United Nation, Rome.

Flowers, T.J. 2004. Improving crop salt tolerance. J Exp. Bot. 396: 307–319.

Flowers, T.J. and T.D. Colmer. 2008. Salinity tolerance in halophytes. New Phytologyist 179: 945–963.

Flowers, T.J., H.A. Hajibagheri and N.J.W. Clipson. 1986. Halophytes. Quart. Rev. Biol. 61: 313–337.

Glenn, E.P., J.W. O’Leary, M.C. Watson, T.L. Thompson and R.O. Kuehl. 1991. Salicornia bigelovii Torr: An oilseed halophyte for seawater irrigation. Sci. 251: 1065-1067.

Greenway, H. and R. Munns. 1980. Mechanisms of salt tolerance in nonhalophytes. Ann. Rev. Plant Physiol. 31: 149-190.

Igartua, E., M.P. Garcia and J.M. Lasa. 1995. Field responses of grain sorghum to a salinity gradient. Field Crops Res. 42: 15-25.

Karimi, M., S.A.M. Cheraghi and F. Dehghani. 2005. Effect of ammonium nitrate and triple super phosphate on yield and yield components of pistachio trees. In: Proceeding of the 4^th International Symposium on Pistachio and Almonds. Tehran, Iran. pp. 529-532.

Kefu, Z., F. Hai and I.A. Ungar. 2002. Survey of halophyte species in China. Plant Sci. 163: 491-498.

Khan, M.A., B. Boer, G.S. Kust and H.J. Barth. 2008. Sabkha Ecosystems: Volume II: West and Central Asia. Springer, Netherlands.

Le Houerou, H.N. 1993. Salt-tolerant plants for the arid regions of the Mediterranean isoclimate zone. pp. 403-422. In: H. Lieth and A.A. Al Massom (eds.), Towards the Rational Use of High Salinity Tolerant Plants. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.

Moameni, A., H. Siadat, and M.J. Malakouti, 1999. The Extent Distribution and Management of Salt Affected Soils of Iran. FAO Global Network on Integrated Soil Management for Sustainable Use of Salt Affected Soils, Izmir Turkey.

Panta, S., T. Flowers, P. Lane, R. Doyle, G. Haros and S. Shabala. 2014. Halophyte agriculture: Success stories. Environ. Exp. Bot. 107: 71-83.

Pirasteh-Anosheh, H., G.H. Ranjbar, H. Pakniyat and Y. Emam. 2016. Physiological mechanisms of salt stress tolerance in plants: An overview. pp 141-160. In: M.M. Azooz and P. Ahmad (eds), Plant-Environment Interaction: Responses and Approaches to Mitigate Stress. John Wiley & Sons, New York.

Pirasteh-Anosheh, H., Y. Emam and A.R. Sepaskhah. 2015. Improving barley performance by proper foliar applied salicylic-acid under saline conditions. Inter. J. Plant Produc. 9 (3): 467-486.

Prasad, M.N.V. 1997. Plant Ecophysiology. John Wily and Sons Inc. New York.

Qodratnema, Q. 1998. Water Resources, Use and Future Demand in Iran: Present and Future. Water and Development. No. 18.

Ranjbar, G.H. 2015. Sorghum (Sorghum bicolor L.) yield as affected by irrigation water salinity and Kochia indica competition. Ph.D. Dissertation. Shiraz University, Shiraz, Iran.

Ranjbar, G.H. and S.A.M. Cheraghi. 2010. Yield comparison of some Iranian barley genotypes in saline areas of Karkhe river basin. World App. Sci. J. 11: 223-227.

Ranjbar, G.H., H. Ghadiri and A.R. Sepaskhah. 2014. Effects of Kochia indica density and irrigation water salinity on sorghum and K. indica dry matter and chemical composition. J Biol. Environ. Sci. 8: 115-123.

Rezvani-Moghaddam, P. and A. Koocheki. 2004. History of research on salt-affected lands of Iran: present status and future prospects: halophytic ecosystems. pp. 83-95. In: K.F. Taba, S. Ismail and A. Jaradat (eds), Prospects of Saline Agriculture in the Arabian Peninsula. Amherst Scientific Publishers. Massachusetts.

Sayyari, M. and S. Mahmoodi. 2002. An investigation of reason of soil salinity and alkalinity on some part of Khorasan Province (Dizbad-e Pain Region). In: Proceeding of 17^th WCSS, Thailand. pp. 981-993.

Shabala, S. and A. Mackay. 2011. Ion transport in halophytes. Adv. Bot. Res. 57: 151–199.

Shiati, K. 1998. Brackish water as a source of irrigation: behavior and management of salt-affected reservoirs (Iran). In: Proceeding of 10^th Afro-Asian Conference. Bali, Indonesia. pp. 72-82.

Tabatabaei, S.A., G.H. Ranjbar and A. Anagholi. 2012. Evaluation of physiological indices of salinity tolerance in forage sorghum lines.  Inter. Res. App. Basic Sci. 3: 305-308.

Ungar, I.A. 1991. Ecophysiology of vascular halophytes. CRC Press, BocaRaton, Florida.

Vashev, B., T. Gaiser, T. Ghawana, A. de Vries and K. Stahr. 2010. Biosafor Project Deliverable 9: Cropping Potentials for Saline Areas in India, Pakistan and Bangladesh. University of Hohenheim, Hohenheim.