Impact of Salinity Stress on Growth and Biological Nitrogen Fixation of Soybean Genotypes

Document Type : Research Paper

Authors

1 Former Graduate Student, Islamic Azad University. Science and Research of Fars

2 Assistant Professor, Soil and Water Research Institute

3 Assistant Professor, Shiraz Islamic Azad University. College of Agriculture. plant protection Department

Abstract

The purpose of this study was to investigate the effect of salt stress on growth, biological nitrogen fixation (BNF), and salinity tolerance of three soybean cultivars (Jk, Sahar, and Gorgan3). These cultivars were planted in a factorial experiment, completely randomized, with four replicates and two variables that included the aforementioned cultivars and four salinity levels (1, 4.2, 5, and 5.8 dS/m). The plants were grown in 48 pots and were harvested after 1 month and their nodule number, fresh and dry weight of root and shoot, biomass, nitrogen percentage, and nitrogen content were measured. Results showed that with increasing salinity, all traits decreased. Means comparison showed that cultivar Jk was better than the other cultivars with respect to nodule number, fresh weight and dry weight of root and shoot, biomass, nitrogen percentage, and nitrogen content. Accordingly, cultivar Jk had the lowest sensitivity to salinity and could be considered a promising genotype for breeding programs.

Keywords

References

  1. بای بوردی، م .۳۶۸. خاک: پیدایش و رده بندی. نشریه شماره0 ۱۳۶ انتشارات دانشگاه تهران.
  2. برزگر، ع.،1379. خاک­های شور و سدیمی: شناخت و بهره وری. انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز.1-5.
  3. رحمانی، ا. و ش، حاج رسولیها.1370. بررسی اثر تنش شوری بر رشد رویشی توده­ها و ارقام یونجه. فصلنامه پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران. 10(1):57-75.
  4. رستمی هیر، م.، س. گالشی، ا. سلطانی و ا. زینلی.1383.تاثیر تنش شوری کلرید سدیم بر رشد وتثبیت بیولوژیک در یازده رقم سویا. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی.11(2).127-136.
  5. سلامی، م .ر.، صفرنژاد، ع. و حمیدی، ح.، 1385 .اثر تنش شوری بر خصوصیات مورفولوژی زیره سبز و سنبل الطیب. مجله پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی. 72 :77-84 .
  6. صفرنژاد، ع و ح. حمیدی.1387. بررسی ویژگیهای مورفولوژی رازیانه (Foeniculum Vulgar Mill.) تحت تنش شوری. دو فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران.16(1):125-140.
  7. صفرنژاد، ع.، و. صدر، ع. و حمیدی، ح. 1386الف. اثر تنش شوری بر خصوصیات مورفولوژی سیاهدانه Nigella sativa. فصلنامه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران. 15:75- 84.
  8. صفرنژاد، ع.، سلامی، م. ر. و حمیدی، ح. ب. بررسی خصوصیات مورفولوژی گیاهان دارویی اسفرزه در برابر تنش شوری. مجله پژوهش و سازندگی. شماره 7.
  9. عبدی نام، آ. 1383. بررسی تهیه نقشه شوری خاک با استفاده از ایجاد همبستگی بین داده­های ماهواره­ای با مقادیر عددی شوری خاک دردشت قزوین. مجله پژوهش و سازندگی در زراعت و باغبانی.64: صفحات 33-38.
  10. قولرعطا، م.، ف. رئیسی و ح. نادیان.1387. اثرات متقابل شوری و فسفر بر رشد، عملکرد و جذب عناصر در شبدر برسیم. مجله پژوهش­های زراعی ایران. 6(1). صفحات:117-126 .
  11. کافی، م.1377. اثرات شوری بر فتوسنتزارقام گندم حساس و متحمل به شوری. چکیده مقالات پنجمین کنگره زراعت و اصلاح نباتات ایران. صفحه 332.
  12. گالشی، س. و ا، سلطانی .1381. ارزیابی رشد، تثبیت نیتروژن و تحمل به شوری پنج رقم شبدر زیرزمینی. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی.9(3) : 71-83 .
  13. گالشی، س. و م. اخوان خرازیان.1376 . بررسی کارآیی تثبیت ازت باکتری ریزوبیوم ملیلوتی در شرایط شور. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان.
  14. محلوجی، م. و د، افیونی. 1379. بررسی تحمل شوری ارقام و لاین های جو در آزمایش ارزیابی مشاهده­ای. چکیده مقالات ششمین کنگره زراعت و اصلاح نباتات ایران. صفحه 549.
  15. Abd-Alla, M. H., T. D. Vang, and J. E. Harper. 1998. Genotypic differences in dinitrogen fixation response to NaCl stress in intact and grafted soybean. Crop Sci. 38: 72-77.
  16. Ashraf, M., and P. J. C. Harris. 2004. Potential indicators of salinity tolerance in plants. Plant Sci.166: 3-16.
  17. Arzani, A. 2001. Breeding for resistance to biotic and abiotic stresses in plants. In: p.2nd, International Zvarian Russia Agriculture and Natural Resources Conference, Feb1-2. 2001. Moscow Timirazer Agriculture Academy, Moscow, Russia. 287-288.
  18. Azevedo Neto, A., J. Prisco, J. Enéas-Filho, C. Lacerda, J. Silva, P. Costa, E. Gomes-Filho. 2004. Effects of salt stress on plant growth, stomatal response and solute accumulation of different maize genotypes. Braz. J. Plant Physiol. 16(1): 38-54.
  19. Chapman, H. D., and P. F. Pratt. 1961. Methods of analysis for soils, plants and waters. University of California. Division of Agricultural Sciences.
  20. Cottenie, A. 1988. Soil and plant testing as a basis of fertilizer recommendations F.A.O soil Bulletin. 38: 2.
  21. Gorham, J., 1996. Mechanisms of salt tolerance of halophytes. In: Halophytes ecologic agriculture. (eds: R. C. Allah, C. V. Nalcolm and A. Aamdy). Marcel Dekker. Inc., 30-53.
  22. Hungate, B. A., P. Dijkstra, D. W. Johnson, C. R. Hinkle and B. G. Drake. 1999. Elevated CO2 increases nitrogen fixation and decreases soil nitrogen mineralization in Florida scrub oak. Global Change Biol., 5: 781-789.
  23. Kaymakanova, M., and N. Stoeva. 2008. Physiological reaction of bean plants (Phaseolus vulg. L.) to salt stress. Plant Physiol. 34 (3-4), 177-188.
  24. Kerepesi, H. and G. Galiba. 2000. Osmotic and salt stress Induced alteration in soluble carbohydrate content in wheat seedling. Crop Sci., 40: 482-487.
  25. Malik, K. A. and F. Azam. 1979. Effect of salinity on carbon and nitrogen transformations in soil. Pak. J. Bot., 11: 113-122.
  26. Massoud, P. J., 1981. Salt affected soils at a global scal and concepts for control. FAO Land and Water Development Division. Technical Paper. Rome. Italy. 21p.
  27. Miransari, M., and D. L. Smith. 2009. Alleviating salt stress on soybean (Glycine max (L.) Merr.) Bradyrhizobium japonicum symbiosis, using signal molecule genistein. Eur. J. Soil Biol. 45: 146 – 152.
  28. Munns, R., H. Greenway, Delane, R., and J. Gibbs, 1982. Ion concentration and carbohydrate status of the elongating leaf tissue of Hordeum vulgare growing at high extrnal NaCl. J. Exp Bot., 33: 574-583.
  29. Niuxiaomu, R., A. Bressan, P. M. Hasegawa and J.M. Pardo. 1995. Ion homeostasis in NaCl stress environments. Plant Physiol., 109: 735-742.
  30. Pathak, H., and D. L. N. Rao. 1998. Carbon and Nitrogen mineralization from added organic matter in saline and alkaline soils. Soil Biol. Biochem. 30: 695-702.
  31. Penuelas, J., R. Isla, I. Filella, and J.L. Araus, 1997. Visible and neart-infrared reflectance assessment of salinity effects on barely. Crop Sci., 37: 198-202.
  32. Shannon, M.C., 1986. Breeding, selection and the genetics of salt tolerance. In: Salinity tolerance in Plants. (eds: R. C. Staples. and G. H. Toenniessn). John Wiley and Sons, 231-252.
  33. Shannon, M. C., and C. L. Noble. 1995. Variation in salt tolerance and ion accumulation among subterranean clover cultivars. Crop Sci.35: 798-804.
  34. Singh, L., and B., Pal. 2001. Effect for saline water and ferility levels on yield, potassium, zinc content and uptake by blonde psyllium (Plantago ovata Forsk). Crop Rese. (Hisar)., 22: 424-431.
  35. Singleton, P. W. and B. Bohlool. 1984. Root hair interaction and growth of soybean. Can. J. Plant Sci. 61: 231-239.
  36. Sprent, J. I., and P. Sprent. 1990. Nitrogrn fixing organisms. Pure and applied aspects Chapman and Hall, London. 256.
  37. Soussi, M. A., A. Ocan, and C. Lluch. 1998. Effects of salt stress on growth, photosynthesis and nitrogen fixation in chick-pea (Cicer arietinum L.). J. Exp. Bot. 49 ( 325): 1329–1337.
  38. Szablocs, I., 1989. Salt-affected CRC Press. Inc. Boca Raton. Florida. 247p. 2
  39. Tu, J.C. 1981. Effect of salinity on Rhizobioum-root hair interaction, nodulation and growth of soybean.Can. J. plant Sci. 61: 231-239.
  40. Velgaleti, R., and S. M. Schwetzer. 1995. General effects salt stress on growth and symbiotic nitrogen fixation in soybean. p. 471. In: M. pessarakli(ed). Hand book of plant physiology. Public. Marcel. Dekker.
  41. Vuelvas-Solorzano, A., R. Hernandez-Matehula, E. Conde-Barajas, M. Luna-Guido, L. dendooven, and M. Cardenas-Manriquez. 2009. Dynamics of C14-labeled glucose and ammonium in saline arable soils. R. Bras. Ci. Solo. 33: 857-865.
  42. Zahran, H. H. 1991. Condition for successful rhizobium legume symbiosis in saline Biol. Ferteli. Soil. 12: 73-80.
  43. Zahran, H. H., and J. I. Sprent. 1986. Effects of sodium chloride and polyethylene glycol on root-hair infection and nodulation of Vicia faba L. plant by R. Legyminosarum. planta 167: 303-309.
Iranian Journal of Soil Research
Volume 26, Issue 2
September 2012
Pages 165-174

Files

Share

How to cite

Statistics