Evaluation of Yield, Dry Matter Accumulation and Leaf Area Index in Wheat Genotypes as Affected by Terminal Drought Stress

به‌منظور بررسی اثر کاربرد زمان و میزان مصرف نیتروژن بر وضعیت تنش نیتروژنی و تولید ژنوتیپ‌های گندم دیم، پژوهشی در قالب کرتهای دو بار خرد شده با استفاده از نیتروژن-15 در موسسه تحقیقات کشاورزی دیم به اجرا درآمد. زمان مصرف نیتروژن در کرت اصلی (کل در پاییز و در پاییز و در بهار)، مقادیر نیتروژن در کرت فرعی (0، 30، 60 و 90 کیلوگرم در هکتار) و ژنوتیپ‌ها در کرت‌ فرعی فرعی (آذر 2، رصد، اوحدی و ژنوتیپ‌های شماره 1 الی 4) در 3 تکرار طی سال زراعی 90-1389 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد، بین زمان مصرف نیتروژن از لحاظ عملکرد و پارامترهای جذب نیتروژن تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد، اما مصرف نیتروژن توانست به‌طور متوسط ماده خشک گیاهی (2052 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد دانه (1053 کیلوگرم در هکتار)، عملکرد بیولوژیک (3403 کیلوگرم در هکتار)، برداشت نیتروژن کل (21/8 درصد)، برداشت نیتروژن کود (10/3 درصد)، اتم درصد اضافی نیتروژن-15 در گیاه (1/75 اتم درصد)، نیتروژن جذب شده از کود نشاندار (21/9 درصد)، شاخص تنش نیتروژن (0/3) و پروتئین دانه (1/3 واحد) را به‌طور معنی‌داری افزایش دهد. شاخص تنش نیتروژن (NSI) مناسب‌ترین شاخص برای تعیین وضعیت نیتروژن گیاه شناسایی شد. همچنین نیتروژن برداشت شده از کود نشاندار (%Ndff) نیز از شاخص‌های مطلوب در این خصوص بود. برای رفع تنش نیتروژنی و تولید بهینه ژنوتیپ‌های گندم دیم، کاربرد تیمار N60 مناسب‌ترین میزان نیتروژن و در بین ژنوتیپ‌ها رقم آذر 2 مطلوب‌ترین و Genotype1 و Genotype2 نامناسب‌ترین بود. در مجموع استنباط می‌شود، با استفاده از شاخص NSI و نیتروژن برداشت شده از کود نشاندار می‌توان وضعیت نیتروژن در ژنوتیپ‌های گندم دیم و زمان و میزان مصرف کودهای نیتروژنی را تعیین نمود.

اثر تنش رطوبتی و کاربرد هیومیک اسید به‌‌صورت محلول بر عملکرد کمی و همچنین کیفیت دانه ژنوتیپ‌های مختلف گندم نان(Triticum aestivum L.)، طی آزمایشی در منطقه اردبیل در سال 87-1386 مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به‌صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. هیومیک اسید استخراج شده از پیت با ترکیب هیومات پتاسیم به‌کار رفت. صفات عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و میزان پروتئین دانه مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که تنش رطوبتی تأثیر معنی‌داری برصفات عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه و میزان پروتئین دانه داشت. مصرف هیومات پتاسیم تنها بر محتوای پروتئین دانه تأثیر معنی‌داری نشان داد، اما برهمکنش سطوح تنش رطوبتی × محلول پاشی هیومات پتاسیم تأثیر معنی‌داری برصفات عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه داشت. اختلاف معنی‌داری بین ژنوتیپ‌ها از نظر عملکرد دانه مشاهده شد و برهمکنش هیومات پتاسیم × ژنوتیپ روی محتوای پروتئین دانه در سطح احتمال پنج درصد معنی‌دار شد. مصرف هیومات پتاسیم در مقایسه با عدم مصرف آن در شرایط تنش رطوبتی باعث افزایش معنی‌دار عملکرد بیولوژیک شد (به‌ترتیب 10/6 و 74/7 تن در هکتار). این میزان برای عملکرد دانه برابر 82/2 و 56/3 تن در هکتار بود، در حالی‌که در شرایط عدم تنش رطوبتی مصرف هیومات پتاسیم اختلاف معنی‌داری با عدم مصرف آن روی این صفات نشان نداد. بالاترین عملکرد دانه در بین ژنوتیپ‌ها متعلق به ژنوتیپ 4057 (برابر 92/3 تن) بود. تحت شرایط تنش رطوبتی، محتوای پروتئین دانه افزایش نشان داد و بالاترین محتوای پروتئین دانه (5/14 درصد) از ترکیب تیماری رقم ساراتووسکایا – 29 با مصرف هیومات پتاسیم و کمترین مقدار آن (4/13 درصد) از ترکیب تیماری ژنوتیپ 4057 در شرایط عدم مصرف هیومات پتاسیم به‌دست آمد.

با هدف ارزیابی اثر تاریخ‌ کاشت بر سه بوم‌گونه‌ی رازیانه (Foeniculum vulgare L.)، آزمایشی به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 96- 95 در مزرعه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان اجرا گردید. تاریخ کاشت در هفت سطح (30 مهر، 15 آبان، 30 آبان، 15 آذر، 30 آذر، 15 دی، 30 دی) در کرت‌های اصلی و بوم‌گونه در سه سطح (بوشهر، همدان، اصفهان) در کرت‌های فرعی بررسی شدند. صفات مورد مطالعه شامل تعداد گره، قطر ساقه، طول میانگره دوم، تعداد چتر در ساقه اصلی، تعداد چتر در شاخه‌های فرعی، عملکرد دانه، درصد اسانس، عملکرد اسانس و عملکرد بیولوژیک بود. نتایج نشان داد که بیشترین طول میانگره (89/14 سانتی‌متر) و تعداد چتر شاخه فرعی (17/66) در بوم‌گونه‌ی بوشهر از تاریخ کاشت اول به‌دست آمد. تأخیر در تاریخ کاشت اثر کاهشی بر صفات مورفولوژیک داشت به‌طوری‏که بیشترین تعداد گره در ساقه اصلی (7/6 عدد)، قطر ساقه (97/1 سانتی‌متر)، تعداد چتر در ساقه اصلی (55/4 عدد) در تاریخ کاشت 30 مهر مشاهده شد. بالاترین عملکرد دانه (5/2026 کیلوگرم در هکتار) از تاریخ کاشت 30 مهرماه و بوم‌گونه‌ی بوشهر (12/1774 کیلوگرم در هکتار) حاصل شد. بیشترین درصد اسانس از تاریخ کاشت 30 دی ماه (46/4 درصد) و بوم‌گونه‌ی اصفهان (27/4 درصد) به‏دست آمد. به نظر می‏رسد که بوم‌گونه‌ی بوشهر با کشت در تاریخ 30 مهرماه مطلوب‌ترین تیمار در تولید دانه جهت کاشت در منطقه مورد مطالعه بود.

به‌منظور بررسی اثر تاریخ کاشت و تغذیه فسفر بر رشد و عملکرد باقلا آزمایشی در سال زراعی 93- 1392 در مزرعه پژوهشی دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان اجرا گردید. آزمایش به‌صورت کرت‏های خرد‌شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار‌تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل پنج‌تاریخ کاشت 10‌مهر، 25‌مهر، 10‌آبان، 25‌آبان و10‌آذر در کرت‏های اصلی و کود اکسید‌فسفر (P2O5) به‌میزان صفر، 50، 100 و 150‌کیلوگرم در هکتار از منبع سوپر‌فسفات‌تریپل در کرت فرعی در‌نظر گرفته شد. نتایج آزمایش نشان‌داد که اثر تاریخ کاشت و کود فسفر و اثر متقابل آنها بر صفت‏های ارتفاع بوته، ارتفاع اولین غلاف از سطح زمین، شاخص سطح برگ، تعداد شاخه فرعی، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف معنی‏دار بود. مقایسه میانگین‏ها نشان‌داد که تاریخ کاشت اثر معنی‏داری بر عملکرد دانه داشت، به‌طوری‌که بیشترین عملکرد دانه مربوط به تاریخ کاشت ‌10آبان (میانگین تولید 2702کیلوگرم در هکتار) و کمترین عملکردها مربوط به تاریخ‏های کاشت 10آذر (با میانگین تولید 1903کیلوگرم در هکتار) و 10مهر (با میانگین تولید 1943کیلوگرم در هکتار) بود. در این آزمایش استفاده از فسفر بالاتر از 100کیلوگرم در هکتار اثر معنی‏داری بر روی عملکرد نداشت. تأخیر در کاشت باقلا باعث کاهش عملکرد آن شد، اما از طریق تغذیه فسفر می‏توان این کاهش عملکرد را تا حدودی جبران نمود؛ به‌طوری‌که در تاریخ کاشت تأخیری (10آذر و 25آبان) عملکرد دانه در سطح 100کیلوگرم در هکتار نسبت به عدم‌مصرف کود به‌ترتیب حدود 55 و 60‌درصد افزایش یافت.

Bread wheat is one of the major staple food crops worldwide, which is increasing constantly in demand due to the earth´s growing population. Besides this, in the majority of wheat growing areas worldwide, the incidence of drought stress has increased significantly resulting in a negative impact on plant development and grain yield. Arbuscular mycorrhizal symbiosis are associations between specialized soil fungi and plants. The positive effects of arbuscular mycorrhizal symbiosis on plant performance under drought stress conditions by improving drought stress tolerance are widely known. Nevertheless, no extensive knowledge associated with genotypic differences in root colonization of wheat by mycorrhizal fungi and the response of wheat to mycorhizae under drought stress conditions is available. Furthermore, quantitative trait loci (QTL) involved in root colonization of wheat by mycorrhizal fungi and in the response to drought stress conditions in the presence of mycorrhizae are largely unknown. Therefore, a diverse set consisting of 94 bread wheat genotypes was phenotyped under drought stress and well watered conditions in the presence and absence of mycorrhizae. Root colonization by mycorrhizal fungi, grain yield and yield components, drought stress related traits as well as response to mycorrhizae were assessed. Significant genotypic differences (p<0.0001) were detected in root colonization of wheat by mycorrhizal fungi. Drought stress tolerance of wheat was significantly increased in the presence of mycorrhizae compared to drought stress tolerance in the absence of mycorrhizae. However, genotypes differed in their response to mycorrhizae under drought stress conditions. Interestingly, root colonization by mycorrhizal fungi and response to mycorrhizae under drought stress conditions were not correlated, indicating that both traits are independent and under control of different genomic regions. In parallel to phenotyping, wheat accessions were genotyped by using the 90K iSelect chip, resulting in a set of polymorphic single nucleotide polymorphism (SNP) markers. At the beginning of the work, no reference sequence of wheat was available. Therefore, the set of SNP markers was mapped based on the 90K consensus map, resulting in 17,823 polymorphic mapped markers, which were used for genome-wide association studies. In total, six QTL regions associated with root colonization by mycorrhizal fungi were detected on chromosomes 3A, 4A and 7A. Since the wheat reference sequence of Chinese Spring is available, all further genome-wide association studies were conducted by using a set of 15,511 markers mapped against the reference sequence. Several QTL regions on different chromosomes were detected associated with grain yield and yield components under drought stress conditions. Furthermore, two genomic regions on chromosomes 3D and 7D were found to be significantly associated with the response to mycorrhizae under drought stress conditions. Overall, the results reveal that inoculation of wheat with mycorrhizal fungi significantly improves drought stress tolerance and that QTL regions associated with root colonization of wheat by mycorrhizal fungi and the response to mycorrhizae under drought stress conditions exist, which are independently. The results reported here provide key insight into the genetics of root colonization by mycorrhizal fungi and the response to mycorrhizae under drought stress conditions in wheat. Maybe in the future, these initial results will help to contribute to use mycorrhizal fungi effectively in bread wheat production and combine new approaches i.e. use of genotypic variation in response to mycorrhizae under drought stress conditions with existing breeding programs for drought tolerance to develop new drought stress tolerant genotypes.

Drought is the most severe production constraint for wheat worldwide. Evaluating performance of bread wheat lines and predicting drought tolerance is an essential part of the breeding process. The objective of this study is to investigate the efficiency of several indices in identifying wheat genotypes combining drought tolerance and high yield potential. Twenty-four indices, which were most frequently used in plant breeding, were compared based on grain yield of 40 bread wheat genotypes grown under two contrasting environments (stressed and non-stressed) during 2 cropping seasons 2014 and 2015. The trials were laid out as completely randomized block design of 3 replicates. Experienced stress was moderate because it caused less than 50% reduction in yield in both seasons. Analysis of variance of grain yield showed significant differences among genotypes, years, sites and genotype × site interaction. All drought indices revealed significant differences among genotypes in both seasons, except GM, SNPI and ATI. Based on correlations and principal component analysis, repeatable strong positive correlations were found between the indices (MP, MRP, REI, GMP, STI, MSTIk1, MSTIk2, HM and RDY) and grain yield under both moisture conditions during the two seasons. These indices can be considered as suitable criteria for selection of drought tolerant and high yielding genotypes under moderate stress Mediterranean environment. Moreover, these indices were able to select the highest mean yields under 20% of selection pressure with low variation across environments; especially STI, GMP and MP. The genotypes “Gladius” (9) and “AUS30355” (11) were consistently selected in both environments during two cropping seasons. Key words: Triticum aestivum, drought stress, tolerance indices, grain yield.

به‏منظور بررسی تأثیر سطوح فیلترکیک بر برخی صفات مرفوفیزیولوژیک و عملکرد ذرت شیرین (Zea mays var. Saccharata) بهاره تحت شرایط تنش خشکی آخر فصل، آزمایشی در مزرعه دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان به صورت کرت‏های خرد شده در قالب بلوک‏های کامل تصادفی در بهار سال 1391 اجرا گردید. سطوح تنش خشکی (آبیاری پس از تخلیه 25، 50 و 75 درصد رطوبت قابل استفاده خاک) در کرت‏های اصلی و فیلترکیک (صفر، 10، 20 و 30 تن در هکتار) در کرت‏های فرعی جای داده شدند. نتایج نشان داد که اعمال تنش خشکی بر غلظت یون سدیم در اندام هوایی گیاه اثر معنی‏داری نداشت، اما بر صفات مرفوفیزیولوژیک و عملکرد ذرت اثر معنی‏دار کاهشی بوده است. تنش شدید وزن تر بلال و عملکرد بیولوژیک را به ترتیب 7/21 % و 3/27 % کاهش داد. کاربرد فیلترکیک در شرایط بدون تنش باعث افزایش ارتفاع گیاه، وزن تر بلال و عملکرد بیولوژیک گیاه شد، اما در شرایط تنش شدید، سطوح بالای فیلترکیک به دلیل شوری زیاد باعث افزایش آسیب به غشاء سلول، کاهش پایداری غشاء، کاهش شاخص سطح برگ و کاهش وزن تر بلال و عملکرد بیولوژیک به ترتیب به میزان 7/18 و 3/23 درصد نسبت به تیمار بدون فیلترکیک شد و چنین نتیجه‏گیری شد که تأثیر مثبت فیلترکیک تنها در شرایط بدون تنش می‏باشد و در شرایط تنش خشکی حتی باعث کاهش عملکرد اقتصادی هم می‏گردد. به‏منظور بررسی تأثیر سطوح فیلترکیک بر برخی صفات مرفوفیزیولوژیک و عملکرد ذرت شیرین بهاره تحت شرایط تنش خشکی آخر فصل، آزمایشی در بهار سال 1391 در مزرعه دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان به صورت کرت‏های خرد شده در قالب بلوک کامل تصادفی اجرا گردید. سطوح تنش خشکی (آبیاری پس از تخلیه 25 ، 50 و 75 درصد رطوبت قابل استفاده خاک) در کرت‏های اصلی و فیلترکیک (صفر، 10، 20 و 30 تن در هکتار) در کرت‏های فرعی جای داده شدند. نتایج نشان داد که اعمال تنش خشکی بر غلظت یون سدیم در اندام هوایی گیاه اثر معنی‏داری نداشته اما بر صفات مرفوفیزیولوژیک و عملکرد ذرت دارای اثر معنی‏دار کاهشی بوده است. همچنین تنش شدید باعث کاهش 7/21 و 3/27 درصد به ترتیب وزن تر بلال و عملکرد بیولوژیک شده است. از طرفی، کاربرد فیلترکیک در شرایط بدون تنش باعث افزایش ارتفاع گیاه، وزن تر بلال و عملکرد بیولوژیک گیاه شد. اما در شرایط تنش شدید، سطوح بالای فیلترکیک به دلیل شوری زیاد باعث افزایش آسیب به غشاء سلول و کاهش پایداری غشاء و شاخص سطح برگ و در نتیجه کاهش عملکرد اقتصادی گردید. به طوری که در تنش شدید کاربرد 30 تن فیلترکیک در هکتار باعث کاهش 7/18 و 3/23 درصد به ترتیب وزن تر بلال و عملکرد بیولوژیک نسبت به تیمار بدون فیلترکیک شده است.

BackgroundA primary threat to food security stems from the expanding global population and climate change, which have increased the frequency of droughts. Owing to shifting climatic conditions, abiotic stresses such as severe drought are intensifying, reducing wheat productivity. This study aimed to evaluate the response of elite drought-tolerant wheat genotypes to water deficit stress by analysing agronomic and physio-biochemical traits, with the goal of identifying promising genotypes for breeding.MethodsTwenty wheat genotypes sourced from various national and international drought-tolerant nurseries, including a benchmark variety, were tested under water deficit and well-watered conditions over two consecutive years. The data collected included agronomic traits such as plant height (PH), days to heading (DH), days to anthesis (DA), days to physiological maturity (DPM), canopy temperature, SPAD values at different growth stages, intercepted photosynthetically active radiation above the canopy (IPARAC) and on the ground (IPAR OG), yield stability index (YSI), stress tolerance index (STI), stress index (SI), leaf area index (LAI), spike length (SL), grains per spike (GPS), 1000-grain weight (TSW), grain yield (GY; t/ha), and biomass yield (BY; t/ha).ResultsTo streamline the study, two years of aggregated data were analysed for each parameter. Drought tolerance was assessed based on grain yield, and multitrait genotype‒ideotype distance (MGIDI) indices were employed to select drought-tolerant wheat genotypes. Significant differences were observed among the wheat genotypes across all measured parameters under both conditions. Under normal conditions, correlation analysis revealed that grain yield (GY) and biomass yield (BY) had the strongest positive relationship (r = 0.75**), followed by TSW, LAI, GPS, SL, PH, DPM, and DA. In contrast, under water deficit stress, BY exhibited a notable correlation with plant height (PH) (r = 0.42). Under both irrigated and water deficit stress situations, GY had positive and substantial correlations with PH, DA, DPM, GPS, SL, the STI, and the YSI. Two of the ten main components (PCs) accounted for 52.3% and 50.4% of the overall variation under water deficit and well-watered conditions, respectively. Additionally, the genotypes were separated into three clusters via a cluster heatmap, and the most tolerant genotypes (E38, E40, E41, E35, and E33) were found to be in cluster 3, which revealed their genetic relatedness. Genotypes E9 and E29 were found to be sensitive to water deficit, whereas genotypes E40, E38, and E35 were drought tolerant, according to tolerance indices.ConclusionPlant breeders may find the MGIDI useful for selecting genotypes on the basis of a variety of characteristics because it is a straightforward and robust selection method. Among the 20 wheat genotypes, the most stable and productive were E38, E30, E35, E40, and E34, according to an analysis of MGIDI for diverse settings. This was likely caused by the high MPS (mean performance and stability) of specific traits under different situations. The features that have been identified can be used as genitors in hybridization procedures to create wheat breeding materials that are resistant to drought. The genotypes and features that were found to be drought tolerant could be used to create new genotypes that are resistant to drought stress.Supplementary InformationThe online version contains supplementary material available at 10.1186/s12870-025-07355-3.

Heat stress along with low water availability at reproductive stage (terminal growth phase of wheat crop) is major contributing factor towards less wheat production in tropics and sub-tropics. Flag leaf plays a pivotal role in assimilate partitioning and stress tolerance of wheat during terminal growth phase. However, limited is known about biochemical response of flag leaf to combined and individual heat and drought stress during terminal growth phase. Therefore, current study investigated combined and individual effect of terminal drought and heat stress on water relations, photosynthetic pigments, osmolytes accumulation and antioxidants defense mechanism in flag leaf of bread wheat. Experimental treatments comprised of control, terminal drought stress alone (50% field capacity during reproductive phase), terminal heat stress alone (wheat grown inside plastic tunnel during reproductive phase) and terminal drought stress + terminal heat stress. Individual and combined imposition of drought and heat stresses significantly (p≤0.05) altered water relations, osmolyte contents, soluble proteins and sugars along with activated antioxidant defensive system in terms of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and ascorbate peroxidase (APX). Turgor potential, POD and APX activities were lowest under individual heat stress; however, these were improved when drought stress was combined with heat stress. It is concluded that combined effect of drought and heat stress was more detrimental than individual stresses. The interactive effect of both stresses was hypo-additive in nature, but for some traits (like turgor potential and APX) effect of one stress neutralized the other. To best of our knowledge, this is the first report on physiological and biochemical response of flag leaf of wheat to combine heat and drought stress. These results will help future studies dealing with improved stress tolerance in wheat. However, detailed studies are needed to fully understand the genetic mechanisms behind these physiological and biochemical changes in flag leaf in response to combined heat and drought stress.

SUMMARYCommon bean (Phaseolus vulgaris L.) is the most important food legume for human consumption. Drought stress is the major abiotic stress limitation of bean yields in smallholder farming systems worldwide. The current work aimed to determine the role of enhanced photosynthate mobilization to improve adaptation to intermittent and terminal drought stress and to identify a few key adaptive traits that can be used for developing drought-resistant genotypes. Field studies were conducted over three seasons at Centro Internacional de Agricultura Tropical, Palmira, Colombia to determine genotypic differences in adaptation to intermittent (two seasons) and terminal (one season) drought stress compared with irrigated conditions. A set of 36 genotypes, including 33 common bean, two wild bean and one cowpea were evaluated using a 6 × 6 lattice design under irrigated and rainfed field conditions. Three common bean elite lines (NCB 226, SEN 56, SER 125) were identified with superior levels of adaptation to both intermittent and terminal drought stress conditions. The greater performance of these lines under drought stress was associated with their ability to remobilize photosynthate to increase grain yield based on higher values of harvest index, pod harvest index, leaf area index and canopy biomass. Two wild bean germplasm accessions (G 19902, G 24390) showed very poor adaptation to both types of drought stress. One small-seeded black line (NCB 226) was superior in combining greater values of canopy biomass with greater ability to mobilize photosynthates to grain under both types of drought stress. Two small-seeded red lines (SER 78, SER 125) seem to combine the desirable traits of enhanced mobilization of photosynthates to seed with effective use of water through canopy cooling under terminal drought stress. Pod harvest index showed significant positive association with grain yield under both types of drought stress and this trait can be used by breeders as an additional selection method to grain yield in evaluation of breeding populations for both types of drought stress.

One obstacle that can limit the growth and production of rice is low water availability. Therefore, a comprehensive study of the response of rice plants to drought is very important. The study was conducted in the greenhouse of the Faculty of Animal Husbandry and Agriculture, Diponegoro University, from April to August 2016. The study used a 3 x 3 factorial design with 3 replications. The first factor is three types of rice (Sidenuk, Way Apo Buru, Pepe) and the second factor is water stress treatment (KA <field capacity = enough water, field capacity (KL), water saturation (JA). The observed parameters are protein content, leaf levels rolling (number of leaves rolled), relative water content (RWC), water use efficiency (WUE), N, P, K uptake, rice protein content decreases with increasing water supply. The relative water content of rice plants decreases with increasing stress water that occurs in the limited water supply for the three types of rice Sidenuk rice has the lowest N seed content (2.1%) compared to Way Apo (3.0%) and Pepe (3.1%). The mineral content of P in both biomass and seeds is not really influenced by water stress, as well as K content of seeds. REFERENCES Badan Pusat Statistik. 2018. https://www.bps.go.id/dynamictable/2019/04/15/1608/luas-panen-produksi-dan-produktivitas-padi-menurut-provinsi-2018.html Darwesh, R, S,S. 2013. Improving growth of date palm plantlets grown undersalt stress with yeast and amino acids applications Annals of Agricultural Science (2013) 58(2), 247–256 Etienne P.I.D, S. Diquelou , M. Prudent, C. Salon., A. Maillard, and A.Ourry. 2018. Macro and Micronutrient Storage in Plants and Their Remobilization When Facing Scarcity: The Case of Drought. Agriculture 2018, 8, 14; 2-17. doi:10.3390/agriculture8010014 Farooq, M., S.M.A.Basra, A. Wahid, Z.A.Cheema, M.A.Cheema, A.Khaliq. 2008. The physiological role of exogenously applied glycine betaine in improving drought tolerance of fine grain aromatic rice (Oryza sativa L.).Journal of Agronomy & Crop Science, 194: 325-333. Fitter, A.H.dan R.K.M. Hay. 1991. Fisiologi lingkungan tanaman. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta Gholinezhad, E., A.Ayanaband, A. H. Ghorthapeh, G.Noormohamadi, I.Bernousi.2009. Study of the Effect of Drought Stress on Yield, Yield Components, and Harvest Index of Sunflower Hybrid Iroflor at Different Levels of Nitrogen and Plant Population. Not. Bot. Hort. Agrobot. Cluj 37 (2) 2009, 85-94 Kivuva, B.M. , S.M. Githiri, G. C. Yencho, J.Sibiya.2015. Screening sweet potato genotypes for tolerance to drought stress. Field Crops Research 171 (2015) 11–22 Jaleel CA, Manivannan P, Wahid A, Farooq M, Al-Juburi H J, Somasundaram R, Panneerselvam R. 2009. Drought stress in plants: A review of morphological characteristics and pigment composition. Int J Agric Biol, 11: 100–105. Nazar, R., S. Umar, N.A. Khan, O. Sareer. 2015. Salicylic acid supplementation improves photosynthesis and growth in mustard through changes in proline accumulation and ethylene formation under drought stress. South African Journal of Botany 98 (2015) 84–94. Nio, S.A. dan A.A. Lenak. 2014. Penggulungan daun pada tanaman monokotil saat kekurangan air. Journal Bio Logos, Agustus 2014, Vol.2, No 4: 48-55. Nuryani, S.H.U., Haji,M., Widya, N. Y., 2010. Serapan hara N,P,K pada tanaman padi dengan lama penggunaan pupuk organic pada vertisol Sragen. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan vul 10 No 1 : 1-13 Oh, M.W., and S. Komatsu. 2015. Characterization of proteins in soybean roots under flooding and drought stresses. Journal of Proteomics. 114 (2015): 161-181. Pandey, V., and A.Shukla.2015.Acclimation and Tolerance Strategies of Rice under Drought Stress. Rice Science, 2015, 22(4): 147-.161. Penny-packer, B. W., K. T. Leath., W. L. Stout, and R. R. Hill. 1990. Technique for stimulating field drought stress in the greenhouse. Agr. J. 82 (5): 951–957. Purbajanti, E.D., F. Kusmiyati, and E. Fuskhah. 2017. Growth, Yield, and Physiological Characters of Three Types of Indonesian Rice Under Limited Water Supply. Asian J. Plant Sci., 16 (2): 101-108, 2017. Shi, G., S. Xia., J. Ye, Y. Huang, C. Liu, Z. Zhang .2015. PEG-simulated drought stress decreases cadmium accumulation in castor bean by altering root morphology. Environmental and Experimental Botany 111 (2015) 127–134. Shao H B, L.Y.Chu, M.A. Shao, C.A.Jaleel, H.M. Mi. 2008. Higher plant antioxidants and redox signaling under environmental stresses. Comp Rend Biol, 331: 433–441. Steel, R.G.D., and J.H. Torrie, 1960. Principles and Procedures of Statistics. McGraw-Hill, New York, USA. Suryanti, S., D. Indradewa, P. Sudira, J. Widada. 2015. Water Use, Water Use Efficiency, and Drought Tolerance of Soybean Cultivars. AGRITECH, Vol. 35, No. 1, February 2015: 114-120. Wu,X. and W. Bao. 2011. Leaf Growth, Gas Exchange and Chlorophyll FluorescenceParameters in Response to Different Water Deficits in Wheat Cultivars. Plant Prod. Sci. 14(3): 254―259 (2011) Zhang, X., X. Chen, Z. Wu, X. Zhang, C. Huang and M. Cao, 2005. A dwarf wheat mutant is associated with increased drought resistance and altered responses to gravity. Afr. J. Biotechnol., 4: 1054-1057. Zou L., X.Sun, Z. Zhan, P. Li, J. Wu, Tian Cai-juan, Qiu Jin-long, Lu Tie-gang (2011) Leaf rolling controlled by the homeodomain leucine zipper class IV gene Roc5 in rice. Plant Physiology 156:1589– 1602

Introduction Drought stress is one of the most important abiotic stresses all around the world. The aim of breeding studies and breeding for resistance to drought is that breeders seek to identify varieties and genetic resources to drought resistant and comparison of drought resistance among the varieties and the introduction of superior varieties to farmers. Drought or imbalance between supply and demand for water is one of the most important limiting factors affecting crop production which is very important in this context, effective and economic use of water resources especially for areas with arid and semi-arid climatic conditions which covers about two-thirds of the total area of Iran (Shahram & Daneshi, 2005). Breeders have been trying that by testing different varieties under normal and stress conditions to identify varieties and use them to plant breeding programs. Cowpea (Vigna unguiculata L. Walp), a member of the family leguminous (Fabaceae) is a crop grown under the tropical and sub-tropical areas covering Africa, Asia, South America, and parts of Southern Europe and United States (Singh et al., 1997). Dry seeds of cowpea contain 20-25% protein, 1.8% fat, and 60.3% carbohydrate and are rich sources of iron and calcium (Majnoon Hoseini, 2008). In this study, various drought tolerance indices were used to identify drought resistant in varieties. Indices included drought tolerance, Tolerance Index (TOL), Mean Productivity (MP), Geometric Mean Productivity (GMP), Stress Susceptibility Index (SSI), Yield Stability Index (YSI), Yield Index (YI), Stress Tolerance Index(STI), and Harmonic Mean (HM) (Ahmadi et al., 2000; Fernandez, 1992; Safari et al., 2007; Bouslama & Schapaugh,1984; Gavuzzi et al.,1997). Materials and Methods In order to study and determine the most effective traits, drought tolerance indices and identify tolerant genotypes in vegetative drought stress on the cowpea genotypes, All 32 cowpea genotypes were cultivated in a randomized complete block design with three replications which each replication consisted of 32 experimental units, each unit or plot, three lines with a length of two meters with line spacing of 70 cm were planted. The distance between rows of plants, 10 cm and 50 cm was considered the distance between each plot, in two separate experiments including normal irrigation and water stress conditions. The study was conducted at Experimental Research Farm, University of Tehran, Karaj Agricultural Research Institute at College of Agriculture and Natural Resources in Karaj, Tehran, Iran during 2014. Drought stress was imposed by doubling the irrigation time about 50 days after planting against normal irrigation on thirty-two cowpea genotypes. Evaluation of drought resistant in different genotypes was conducted using eight indices including Tolerance Index (TOL), Mean Productivity (MP), Geometric Mean Productivity (GMP), Stress Susceptibility Index (SSI), Yield Stability Index (YSI), Yield Index (YI), Stress Tolerance Index (STI), and Harmonic Mean (HM). Results and Discussion Analysis of variance showed that there is a significant difference between genotypes for all the indices of drought tolerance and grain yield in both normal and stress conditions (P0.01). This result suggested that the genetic variation among genotypes is capable of selection for drought tolerance. A simple calculation of statistical parameters (mean and standard deviation) for drought tolerance indices indicated that there is a great diversity among the study genotypes which it can be used as rich genetic resources to help breeders to improve and identify resistant varieties. The average yield of all genotypes under drought stress and normal irrigation condition was Ys = 83.57, and Yp =101.82, respectively. Significant differences between two different conditions indicated that cowpea plant has a high potential for tolerance under drought stress condition. TOL index revealed the lowest average value among various indices (TOL =18.24). The low level of stress tolerance index shows a high relative tolerance genotype. In fact, stress tolerance index showed the changes of stress condition in genotypes. It means that genotypes with low TOL index indicate less changes and genotypes with high TOL index show more changes. Correlation coefficient was calculated to determine the relationship between grain yield and drought tolerance indices. The STI, MP, HM and GMP indices which have the most positive and significant correlation with grain yield under stress and non-stress conditions were introduced as the best indices for screening tolerant genotypes to drought and high-yielding in both environmental conditions. Using Biplot scatter graph in 32 cowpea genotypes and according to genotypes situation in Biplot display, genotypes 998, 313, 291 and 7 were identified as tolerant genotypes with high-yield. Cluster analysis based on investigated indices and yield under drought stress and non-stress conditions showed that genotypes were grouped in four clusters and most of the drought tolerant genotypes with high yield were grouped in the second cluster، while most of drought sensitive genotypes were grouped in the fourth cluster. Conclusions In this study, genotypes showed high genetic diversity in terms of drought tolerance using drought tolerance indices. Based on the results obtained in this study genotypes 291, 7, 313, and the Mashhad cultivar (998) can be proposed as drought tolerant genotypes.

Grain yield, chlorophyll and protein contents of elite wheat genotypes under drought stress

این تحقیق با هدف بررسی رقابت علف هرز یولاف وحشی با گندم پاییزه در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی در سال زراعی 94-1393 اجرا شد. آزمایش به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل مقادیر کاربرد 30، 60، 100 و 120 درصد نیاز گندم به کود نیتروژن به‌عنوان عامل اصلی و تراکم‌های صفر، 25، 50، 75 و 100 بوته یولاف وحشی در متر مربع به‌عنوان عامل فرعی بودند. نتایج نشان داد با افزایش میزان کاربرد کود نیتروژن از 30 به 120 درصد نیاز گندم، تعداد سنبله در متر مربع (24%)، تعداد دانه در سنبله (31%)، وزن هزار دانه (19/4%)، عملکرد دانه (49/82%)، وزن خشک کل گندم (54/1%) و وزن خشک کل یولاف وحشی (54/2%) افزایش یافت. همچنین با افزایش تراکم یولاف وحشی در تیمار 100 بوته در مقایسه با شرایط عاری از علف هرز تعداد سنبله در متر مربع (12/8%)، تعداد دانه در سنبله (23/5%)، وزن هزار دانه (21/8%)، عملکرد دانه (38/9%) و وزن خشک کل گندم (27/7%) کاهش یافت. نتایج برهمکنش کاربرد کود نیتروژن و تراکم یولاف وحشی نیز نشان داد با افزایش میزان کاربرد کود نیتروژن بر میزان خسارت یولاف وحشی بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم افزوده شد. به نظر می‌رسد سرعت بالاتر جذب منابع و تبدیل آن به ماده خشک توسط یولاف وحشی در مقایسه با گندم منجر به افزایش توان این علف هرز در رقابت برای جذب منابع و تولید بیوماس بالاتر و در نتیجه خسارت سنگین‌تر بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم به‌ویژه در شرایط کاربرد بیشتر کود نیتروژن گردید.

خار مریم یا ماریتیغال (Silybum marianum L.) گیاهی دارویی، علفی و یک‌ساله است که برای درمان بیماری‌های کبدی استفاده می‌شود. به منظور بررسی اثر تنش خشکی و کودهای زیستی بر خصوصیات کمی و کیفی ماریتیغال‌، آزمایشی به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک-های کامل تصادفی در سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زابل در سال زراعی 92-1391 اجرا شد. کرت‌های اصلی شامل آبیاری با 50، 70 و 90 درصد ظرفیت زراعی و کرت‌های فرعی شامل تغذیه گیاه با کودهای زیستی نیتروکسین، سوپرنیتروپلاس، فسفات بارور 2، میکوریزا به صورت بذر مال و عدم مصرف کود بود. صفات مورد مطالعه شامل عملکرد دانه، تعداد کاپیتول در بوته، تعداد دانه در کاپیتول، وزن هزار دانه، درصد اسانس، درصد ماده آلی گیاه، درصد پرولین و درصد پروتئین دانه بودند. نتایج نشان داد که اثر تنش خشکی، کود زیستی و برهمکنش آن‌ها بر کلیه صفات مورد بررسی در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شد. بیشترین عملکرد دانه (00/1300 گیلوگرم)، تعداد کاپیتول در بوته (00/12 عدد)، وزن هزار دانه (27/23 گرم)، درصد ماده آلی گیاه (00/95 درصد) و درصد پروتئین دانه (19/17 درصد) در تیمار 90 درصد آبیاری و کود زیستی نیتروکسین حاصل شد. حداکثر تعداد دانه در کاپیتول با 67/87 عدد به تیمار 90 درصد آبیاری و کود زیستی میکوریزا تعلق داشت. تیمار‌های 70 و 90 درصد آبیاری و کود زیستی نیتروکسین به ترتیب حداکثر و حداقل صفات درصد اسانس (72/3 درصد) و درصد پرولین (04/0 درصد) را تبیین نمودند. تعداد کاپیتول در بوته مهم‌ترین جزء تعیین‌کننده عملکرد بود. کود زیستی نیتروکسین نسبت به سایر کودها توانست تنش خشکی را بیشتر تعدیل نماید و موجب بهبود ویژگی‌های کمی و کیفی گیاه ماریتیغال شود. بنابراین، به نظر می‌رسد که در راستای نیل به اهداف کشاورزی پایدار به جای کودهای شیمیایی قابل توصیه ‌باشد.