مدل‏سازی جوانه‏زنی بذر کرچک (Ricinus communis L.) با استفاده از مدل هیدروترمال تایم توسعه‌یافته بر مبنای توزیع ویبول

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 تربیت مدرس

2 کشاورزی و منابع طبیعی رامین

3 علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

دما و پتانسیل آب دو عامل ‏محیطی اولیه تنظیم‏ کننده جوانه‏ زنی بذر می‏باشند. جوانه‏ زنی یک جمعیت بذری در پاسخ به دما و پتانسیل آب با استفاده از مدل هیدروترمال تایم توصیف می‏ شود. هدف از این مطالعه، برازش و مقایسه دو مدل هیدروترمال تایم نرمال و ویبول به داده‏ های جوانه‏زنی یک توده بذری کرچک (Ricinus communis L.)‏ بود. جوانه‏ زنی بذور کرچک در محدوده ‏ای از پتانسیل‏ های آب (صفر، 3/0-، 6/0- و 9/0- مگاپاسکال) در دامنه دمایی کمتر از مطلوب (از 10 تا 35 با فواصل 5 درجه سانتی‏گراد) مورد آزمون قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل هیدروترمال تایم ویبول، برازش (RMSE=8.07%) و دقت (AIC=-5801) بیشتری در مقایسه با مدل هیدروترمال تایم نرمال به داده‏ های جوانه‏ زنی بذرهای کرچک داشت. براساس مدل هیدروترمال تایم ویبول، دمای پایه برای جوانه‏زنی بذرهای کرچک معادل 86/8 درجه سانتی‏گراد و ثابت هیدروترمال تایم معادل 10/833 مگاپاسکال درجه سانتی‏گراد ساعت برآورد شد. همچنین، پتانسیل آب پایه برای شروع جوانه‏ زنی معادل 71/1- مگاپاسکال به‌دست آمد. پارامتر شکل در مدل هیدروترمال تایم ویبول حاکی از نامتقارن بودن داده‏ های پتانسیل آب پایه و چولگی توزیع به راست بود. این نتایج برخلاف فرض نرمال بودن توزیع پتانسیل آب پایه در یک جمعیت بذری است. بنابراین، پیش از استفاده از مدل هیدروترمال تایم، توزیع پتانسیل آب پایه در یک نمونه بذری باید مورد بررسی قرار گیرد و یک معادله مناسب انتخاب شود.

کلیدواژه‌ها


1. Allen, P. S., Meyer, S. E., and Khan, M. A. 2000. Hydrothermal time as a tool in comparative germination studies. p. 401–410. In M. Black et al. (ed.) Seed Biology: Advances and Applications. CAB International, Wallingford, UK.
2. Alvarado, V., and Bradford, K. J. 2002. A hydrothermal time model explains the cardinal temperatures for seed germination. Plant, Cell and Environment 25: 1061-1069.
3. Bewley, J. D., and Black, M. 1994. Seeds: Physiology of Development and Germination. New York: Plenum Press.
4. Bloomberg, M., Sedcole, J. R., Mason, E. G., and Buchan, G. 2009. Hydrothermal time germination models for Radiata pine (Pinus radiata D. Don). Seed Science Research 19: 171-182.
5. Bradford, K. J. 1990. A water relations analysis of seed germination rates. Plant Physiology 94: 840-849.
6. Bradford, K. J. 2002. Applications of hydrothermal time to quantifying and modeling seed germination and dormancy. Weed Science 50: 248-260.
7. Burnham, K. P., and Anderson, D. R. 2002. Model Selection and Multimodel Inference: A Practical Information-Theoretic Approach. Springer, New York, USA. p. 488.
8. Finch-Savage, W. E., Steckel, J. R. A., and Phelps, K. 1998. Germination and post-germination growth to carrot seedling emergence: predictive threshold models and sources of variation between sowing occasions. New Phytologist 139: 505-516.
9. Gummerson, R. J. 1986. The effect of constant temperatures and osmotic potentials on the germination of sugar beet. Journal of Experimental Botany 37: 729-741.
10. Kebreab, E., and Murdoch, A. J. 1999. Modelling the effects of water stress and temperature on germination rate of Orobanche aegyptiaca seeds. Journal of Experimental Botany 50: 655-664.
11. Mesgaran, M. B., Mashhadi, H. R., Alizadeh, H., Hunt, J., Young, K. R., and Cousens, R. D. 2013. Importance of distribution function selection for hydrothermal time models of seed germination. Weed Research 53: 89-101.
12. Michel, B. E. 1983. Evaluation of the water potentials of solutions of polyethylene glycol 8000 both in the absence and presence of other solutes. Plant Physiology 72: 66-70.
13. Rowse, H. R., and Finch-Savage, W. E., 2003. Hydrothermal threshold models can describe the germination response of carrot (Daucus carota) and onion (Alliumcepa) seed populations across both sub- and supra-optimal temperatures. New Phytologist 158: 101-108.
14. SAS. 2009. SAS/STAT 9.2 User’s Guide. SAS Institute, Cary, NC, USA.
15. Watt, M. S., Bloomberg, M., and Finch-savage, W. E. 2011. Development of a hydrothermal time model that accurately characterises how thermoinhibition regulates seed germination. Plant, Cell and Environment 34: 870-876.
16. Watt, M. S., Xu, V., and Bloomberg, M. 2010. Development of a hydrothermal time seed germination model which uses the Weibull distribution to describe base water potential. Ecological Modelling 221: 1267-1272.