crop physiology journal

fa ارزیابی اثر بیوچار بر کاهش تنش اکسیداتیو و بهبود ویژگی‌های فیزیولوژیک گیاهچه کلزا در مواجهه با آللوپاتی یونجه Evaluation of the effect of biochar on reducing oxidative stress and improving the physiological characteristics of canola seedlings under alfalfa allelopathy فیزیولوژی گیاهان زراعی Crop Physiology پژوهشي Research به منظور بررسی اثر عصاره آللوپاتیک یونجه بر ویژگی‌های جوانه‌زنی، رشد اولیه و پاسخ‌های بیوشیمیایی گیاهچه کلزا و ارزیابی نقش بیوچار و نانوبیوچار در کاهش اثرات این تنش، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در دانشگاه محقق اردبیلی طی سال 03-1402 اجرا گردید. تیمارها شامل نوع بیوچار (شاهد، بیوچار و نانوبیوچار) و عصاره یونجه (0، 25/6، 5/12، 25 و 50 درصد) بود. نتایج نشان داد که افزایش غلظت عصاره یونجه موجب کاهش معنی‌دار جوانه‌زنی بذر و رشد گیاهچه‌های کلزا گردید. در شرایط عدم استفاده از بیوچار و نانوبیوچار، کاربرد غلظت 50 درصد عصاره آللوپاتیک یونجه موجب شد تا درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، طول ساقه‌چه، وزن خشک ریشه‌چه و وزن خشک ساقه‌چه به‌ترتیب در حدود 47/25، 45/25، 23/35 و 41/35 درصد نسبت به تیمار عدم کاربرد عصاره یونجه (شاهد) کاهش یابد. در مقابل، در شرایط وجود و عدم وجود اثرات آللوپاتیک، کاربرد بیوچار و به‌ویژه نانوبیوچار این کاهش را تعدیل کرد، به‌گونه‌ای که بیشترین درصد و سرعت جوانه‌زنی در تیمار نانوبیوچار مشاهده شد که اختلاف معنی‌داری با تیمار بیوچار نداشت. همچنین، نانوبیوچار در تمامی غلظت‌های عصاره، به‌ویژه در غلظت‌های بالاتر، موجب بهبود شاخص‌های رشد گیاهچه شد. استفاده از بیوچار و نانوبیوچار سبب افزایش معنی‌دار محتوای قند محلول و فنل کل در تمامی غلظت‌های کاربرد عصاره شد. نانوبیوچار بیشترین اثر را بر افزایش فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، پراکسیداز و پلی‌فنل‌اکسیداز در تمامی سطوح تنش آللوپاتیک داشت. در غلظت 50 درصد عصاره، کاربرد نانوبیوچار به‌ترتیب موجب افزایش 54/13، 53/8 و 06/27 درصدی فعالیت آنزیم کاتالاز، پراکسیداز و پلی‌فنل‌اکسیداز در مقایسه با تیمار فاقد بیوچار گردید. در مجموع، استفاده از نانوبیوچار می‌تواند به‌عنوان راهبردی نوین و سازگار با محیط زیست برای کاهش اثرات آللوپاتی بقایای گیاهی، بهبود استقرار گیاهچه‌ها و افزایش پایداری تولید کلزا مورد توجه قرار گیرد.   This study aimed to investigate the effects of alfalfa allelopathic extract on seed germination, early growth, and biochemical responses of canola seedlings and to evaluate the potential of biochar and nanobiochar to alleviate allelopathic stress. A factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with four replicates at the University of Mohaghegh Ardabili during 2023–24. The experimental treatments comprised three biochar levels (control, biochar, and nanobiochar) and five alfalfa extract concentrations (0, 6.25, 12.5, 25, and 50%). The results showed that increasing alfalfa extract concentration significantly reduced seed germination and seedling growth. In the absence of biochar and nanobiochar, application of 50% alfalfa extract reduced germination percentage, germination rate, radicle length, shoot length, radicle dry weight, and shoot dry weight by approximately 25.47, 25.45, 35.40, 37.40, 23.35, and 35.41%, respectively, compared with the untreated control. In contrast, biochar, particularly nanobiochar, alleviated these adverse effects. The highest germination percentage and germination rate were recorded in the nanobiochar treatment, although the differences between nanobiochar and biochar were not statistically significant. Nanobiochar also improved seedling growth indices at all extract concentrations, particularly at higher concentrations. Both biochar and nanobiochar significantly increased soluble sugar and total phenolic contents across all extract concentrations. Nanobiochar had the strongest effect on catalase, peroxidase, and polyphenol oxidase activities under all levels of allelopathic stress. At the 50% extract concentration, nanobiochar increased the activities of these enzymes by 13.54, 8.53, and 27.06%, respectively, compared with the treatment without biochar. Overall, nanobiochar represents a promising and environmentally friendly approach to mitigating the allelopathic effects of plant residues and improving canola seedling establishment and crop production sustainability.   آللوپاتی, آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان, رشد گیاهچه, کلزا و نانوبیوچار. Allelopathy, antioxidant enzymes, seedling growth, rapeseed, and nanobiochar. 101 122 http://cpj.ahvaz.iau.ir/browse.php?a_code=A-10-1731-1&slc_lang=fa&sid=1 Saeid Golshan Doust سعید گلشن‌دوست golshan@uma.ac.ir 1651838712 No Department of Plant Production and Genetics, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. Parisa Sheikhzadeh پریسا شیخ زاده sheikhzadehmp@gmail.com 1466176921 Yes Department of Plant Production and Genetics, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. Saeid Khomari سعید خماری saeid.khomari@tabrizu.ac.ir 1380269679 No Department of Plant Ecophysiology, University of Tabriz, Tabriz, Iran. گروه اکوفیزیولوژی گیاهی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران. Mohammad Taghi Alebrahim محمد‌تقی آل‌ابراهیم m_ebrahim@uma.ac.ir 0064536068 No Department of Plant Production and Genetics, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.