استفاده از منحنی‌های دُز- پاسخ در بیان اثر دگرآسیبی گل‌برگ زعفران (Crocus sativus L.) بر خصوصیات جوانه زنی چند گیاه زراعی و علف هرز

محورهای موضوعی : بوم شناسی علف‌های هرز

نسیم نوریان ¹ , محمدحسن هادی‌زاده ² , محمدرضا طاهریان ³ , مجید عباسپور ⁴

1 - دانش‌آموخته کارشناسی ارشد شناسایی و مبارزه با علف‌های هرز، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مشهد
2 - استادیار بخش تحقیقات گیاه پزشکی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی
3 - عضو هیئت علمی ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی نیشابور
4 - استادیار بخش تحقیقات گیاه پزشکی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی

تاریخ دریافت : 1390/12/08 تاریخ پذیرش : 1392/05/05 تاریخ انتشار : 1392/06/01

کلید واژه: مدل, model, برین-کوزین, گامپرتز, لگاریتمی- لجیستیک, ویبول, هورمسیس, Barin-Cousens, Gompertz, Hormesis, Log-logistic, Weibull,

چکیده مقاله :

به منظور تعیین اثر دگرآسیبی گلبرگ زعفران بر جوانه زنی و رشد اولیه سورگم، گندم، سوروف و تاج خروس، با استفاده از منحنی‌های دز-پاسخ آزمایشی با غلظت‌های صفر،10، 30، 60 و 100 درصد از عصاره آبی یک درصد در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. صفات مورد ارزیابی شامل درصد جوانه زنی، طول ریشه چه و طول ساقه چه بود. روند کاهش طول ریشه چه در سه گیاه سورگوم، گندم و سوروف از معادله لگاریتمی- لجیستیک و در تاج خروس از معادله گامپرتز پیروی کرد. ترتیب کاهش حساسیت بر مبنای EC50 طول ریشه چه به صورت تاج خروس، سورگوم، سوروف و گندم بود. روند تغییرات طول ساقه چه به جز سورگوم که تابع معادله لگاریتمی- لجیستیک بود در گندم و سوروف و تاج خروس از معادله غیر خطی شامل پارامتر هورمسیس پیروی کرد که حاکی از اثرهای تحریک کنندگی مواد دگر آسیب در مقادیر کمتراز 50% غلظت بود. حداکثر طول ساقه در گندم، سوروف و تاج خروس به ترتیب در غلظت‌های 76/10، 23/12، 02/14 درصد احراز شد. درصد جوانه زنی به جز در مورد تاج خروس برای بیشترین غلظت عصاره در موارد دیگر تحت تاثیر قرار نگرفت.

چکیده انگلیسی:

In order to investigate the allelopathic effects of crocus petals on seedling growth of sorghum (Sorghum bicolor), wheat (Triticum aestivum), barnyard grass (Echinochloa crus-gali) and wild pigweed (Amaranthus retroflexus), five dilutions of 1% aquatic extract were prepared as 0, 10, 30, 60, and 100% of full strength. Five milliliters of each dilution was added to petri dishes containing 25 seeds laid between papers. After 10 days, plumule and radicle length was measured. Log-logistic model was fitted to radicle length response of sorghum, wheat and barnyard grass via extract concentrations but for wild pigweed the Gompertz model was better. Based on EC50 of radicle length, the sensitivity order of plants was pigweed, sorghum, barnyard grass and wheat. The five-parameter models including hormesis term were best suited for plumule length response of wheat and barnyard grass and pigweed to different concentrations. The hormesis phenomenon was observed for lower concentrations than 50% and dose giving maximum stimulation for wheat, barnyard grass and pigweed was 10.76, 12.33 and 14.02%, respectively. Germination percent was not affected by aqueous concentrates at the test plants except of pigweed that had been reduced significantly by the full strength of concentration.  

منابع و مأخذ:

- اقبالی، ش.، م.ح. راشد محصل، م. نصیری محلاتی و ا. کازرونی منفرد. 1387. اثر آللوپاتیک بقایای اندام‌های هوایی و کورم زعفران بر رشد گندم، چاودار، ماش و لوبیا. مجله پژوهش‌های زراعی ایران، جلد 6، شماره 2: 234-227.

2- بذرافشان، ج. و ع. ابراهیم زاده. 1385. تحلیلی بر انتشار فضایی-‌مکانی زعفران در ایران و عوامل موثر بر آن، مطالعه موردی خراسان. مجله جغرافیا و توسعه، شماره پاییز و زمستان. 84-61.

3- راشد محصل، م.ح.‌، ج. قرخلو و م. راستگو. 1388. اثرات آللوپاتیک عصاره برگ و بنه زعفران بر رشد گیاه‌چه تاج خروس‌(Amaranthus retroflexus) و سلمه تره(Chenopodium album). مجله پژوهش‌های زراعی ایران، جلد 7، شماره 1: 61-53.

4- راشد محصل، م.ح.، گ. عزیزی و ل. علیمرادی. 1384. بررسی اثرات آللوپاتیک عصاره زعفران
(Crocus sativus) بر جوانه‌زنی علف‌های‌‌هرز شلمبیک(Rapistrumrugosum) و گچ‌دوست‌(Gypsophila pilosa). مجموعه مقالات اولین همایش علوم علف‌های‌‌هرز ایران، بهمن‌ماه .1384. 261-.257

5- صادقی، ب. 1372. اثر وزن بنه در گل آوری زعفران، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، مرکز خراسان.

6- نادری درباغشاهی، م.ر.، س.م. خواجه باشی، س.ع. بنی طباء وس.م. دهدشتی. 1387. اثر روش، تراکم و عمق کاشت بر عملکرد و مدت بهره برداری از مزرعه زعفران زراعی‌(Crocus sativus L.) در منطقه اصفهان. نهال و بذر، جلد 24، شماره 4: 657-643.

7- Abbasi-Alikamar, R., M. Eskandari, M. Tatari and M. Ahmadi. 2006. The effect of water extract of saffron's petals on germination and seedling growth of wheat (cultivar: Azar2). Acta Hort. 209-214.

8- Abbassi F. 2005. Allelopathic effects of saffron corms on germination of several important crops. Allelopathy Congress 21-26 August, CharlesSturtUniversity, WaggaWagga, NSW, Australia.

9- An, M. 2005. Mathematical modeling of dose-response relationship (hormesis) in allelopathy and its application. Nonlinearity Biol. Toxicol. Med. 3(2): 153-172.

10- Ataei, A. and B. Hashemloian. 2006. The Study of Increasing Roots Shoots and Hairy Roots Production by Different Extracts of Saffron (Crocus sativus L.) in Mungbean (Vignaradiata) Seedlings. Acta Hort. (ISHS) 739:215-221. http://www.actahort.org/books/739/739_27.htm.

11- Belz, R.G., N. Cedergreen and H. Sørensen. 2008. Hormesis in mixtures - Can it be predicted? Sci. of the Total Environ. 404(1): 77-87.

12- Belz, R.G. and K. Hurle. 2004. A novel laboratory screening bioassay for crop seedling allelopathy. J.U Chem. Ecol. 30(1): 175-198.

13- Belz, R.G., K. Hurle and S.O. Duke. 2005. Dose-response-a challenge for allelopathy? Nonlinearity Biol.Toxicol. Med. 3(2): 173-211.

14- Bhowmik, P.C. and Inderjit. 2003. Challenges and opportunities in implementing allelopathy for natural weed management. Crop Prot. 22:661-671.

15- Blair, A.C., L.A. Weston, S.J. Nissen, G.R. Brunk and R.A. Hufbauer. 2009. The importance of analytical techniques in allelopathy studies with the reported allelochemical catechin as an example. Biol. Invasions. 11: 325-332.

16- Brain, P. and R. Cousens. 1989. An equation to describe dose responses where there is stimulation of growth at low doses. Weed Res. 29:93–96.

17- Brooks, A.M. 2008. Allelopathy in Rye (Secale cereale). M.S., Thesis, North CarolinaStateUniversity. 125pp.

18- Callaway, R.M. and W.M. Ridenour. 2004. Novel weapons: Invasive success and the evolution of increased competitive ability. Front. Ecol. Environ. 2: 436-443.

19- Cedergreen, N., J.C. Streibig, P. Kudsk, S.K. Mathiassen and S.O. Duke. 2007. The occurrence of hormesis in plants and algae. Dose-Response, 5: 150-162.

20- Chou, C.H. 1989. The role of allelopathy in phytochemical ecology. In: C.H. Chou, C.H. and Waller, G.R. (Eds.) Phytochemical Ecology: Allelochemical Mycotoxins and Insect Pheromones and Allomones. Institute of Botany, Academia Sinica Monograph Series No. 9, Taipei, ROC, 19–38.

21- Dorning, M. and D. Cipollini. 2006. Leaf and root extracts of the invasive shrub, (loniceramaackii), inhibit seed germination of three herbs with no autotoxic effects. Plant Ecol. 184: 287-296.

22- Einhellig, F.A. and G.R. Leather. 1988. Potentials for exploiting allelopathy to enhance crop production. J. of Chem. Ecol. 14(10): 1829-1844.

23- Eskandari-Torbaghan, M., R. Abbasi-Alikamar and A. Astaraei. 2007. Effect of saffron (Crocus sativus L.) petals on germination and primary growth of cotton (Gossypiumhirsutum L.). Acta Hort. 739: 87.

24- Esmaeili, N., H. Ebrahimzadeh, K. Abdi and S. Safarian. 2011. Determination of some phenolic compounds in (Crocus sativus L.) corms and its antioxidant activities study. Pharmacogn.Mag. 7(25): 74.

25- Fay, P.K. and W.B. Duke. 1977. An assessment of allelopathic potential in (Avena) germ-plasm. Weed Sci. 25(3):224-228.

26- Fernández, J.A., J. Escribano, A. Piqueras and J. Medina. 2000. A glycoconjugate from corms of saffron plant (Crocus sativus L.) inhibits root growth and affects in vitro cell viability. J. Exp. Bot. 51(345): 731.

27- Haig, T., T. Haig, A. Seal, J. Pratley, M. An and H. Wu. 2009. Lavender as a source of novel plant compounds for the development of a natural herbicide. J. of Chem. Ecol. 35(9): 1129-1136.  

28- Hosseini, M. and S.J.H. Rizvi. 2007. A Preliminary investigation on possible role of allelopathy in saffron (Crocussativus L.). Acta Hort. (ISHS). 739:75-79. http://www.actahort.org/books/739/739_8.htm.

29- Inderjit and E.T. Nilsen. 2003. Bioassays and field studies for allelopathyin terrestrial plants: progress and problems. Crit. Rev. Pl.Sci. 22, 221–238.

30- Leather, G.R. and F.A. Einhellig. 1988. Bioassay of naturally occurring allelochemicals for phytotoxicity. J. Chem. Ecol. 14:1821–1828.

31- Liu, Y., X. Chen, S.Duan,Y.Feng and M. An. 2011. Mathematical modeling of plant allelopathic hormesis based on ecological-limiting-factor models. Dose Response 9:117-29.

 

 

32- Liu de, L. and M. An. 2005. Implementation of card: curve-fitting allelochemical response data. Nonlinearity Biol.Toxicol. Med. 3(2): 235-244

33- Macías, F.A., J.M.G. Molinillo, R.M. Varela and J.C.G. Galindo. 2007. Allelopathy—a natural alternative for weed control. Pest Manag. Sci. 63:327-348.

34- Putnam, A.R. and C.S. Tang. 1986. The science of allelopathy. John Wiley & Sons, New York, 317 pp.

35- Qu, X. and J. Wang. 2008. Effect of amendments with different phenolic acids on soil microbial biomass, activity, and community diversity. App. Soil Ecol. 39: 172-179.

36- Rice, E.L. 1995. Biological control of weed and plant diseases. University of Oklahoma Press: Norman and London.

37- Ritz, C. and J.C. Streibig. 2005. Bioassay analysis using R. J.  Statist. Software, Vol. 12, Issue5.

38- Tatari, M., A. Hosseini, M. Ahmadi and R.A. Alikamar. 2010. Effect of saffron petal water extract on wheat germination, seedling growth and establishment. Acta Hort. 850: 243-246.

39- Weston, L.A. and Iderjit. 2007. Allelopathy: A potential tool in the development of strategies for biorational weed management, in Upadhyaya, M.K and R.E. Blackshaw (eds) Non-chemical weed management: Principles, concepts and technology. 65-67. CABI Publishing. 239pp.