Evaluation of Sugar beet (Beta vulgaris L.) To Freezing Tolerance Under Controlled Conditions

پژوهشهای زراعی ایران

Article 6, Volume 13, Issue 1 - Serial Number 34, April 2015, Pages 53-61   

Document Type: Research Article

DOI: 10.22067/gsc.v13i1.48316

Authors

A Nezami¹; H. R Khazaei¹; H. R Mehrabadi^{* 1}; M Dashti¹; F Pouramir; M Ahmadi²

¹Ferdowsi University of Mashhad

²Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center

Abstract

To evaluate the freezing tolerance in sugar beet (Beta vulgaris L.), seven cultivars (Suprema, Jolge, Monotunno, Giada, PP8, SBSI1, Palma) were exposed to the 10 temperatures (0, -2, -4, -6, -8, -10, -12, -14, -16 and -18˚C) .The study carried out as a factorial arrangement of treatments based on randomized completely design with three replications at College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad in 2009. Plants were kept until 4-5 leaf stage in natural environment at early autumn, then transferred to the thermogradient freezer. No. of leaf, leaf area, leaf dry weight, survival percentage, lethal temperature 50 according to the survival percentage (LT50su) and reduced dry matter temperature 50 (RDMT50) were determined after 21 days (end of recovery duration). Results showed that by reduction of temperature No. of leaf, leaf area and its dry weight significantly decreased. Amounts of LT50su between the cultivars were significantly different. Monotunno with LT50su -16.9˚C was more cold hardly than others and PP8 and SBSI1 with LT50su -15.2˚C were susceptible to the freezing temperatures. Decreasing temperature below -14˚C reduced survival percentage in all cultivars. PP8 and SBSI1 cultivars perished completely at -16˚C while others like Suprema and Monotunno had high survival percentage, but all of them killed at -18˚C.Correlation between RDMT50 and LT50su was high but not significant. However there was a strong and significant correlation (r = 0.99**) between LT50su and survival percentage.

Keywords

Freezing; LT50su; RDMT50; Recovery; Survival percentage

References

1- امیر قاسمی، ت. 1381. سرمازدگی گیاهان (یخبندان، صدمات، پیشگیری). نشر آیندگان. تعداد صفحات

2- جواهری، م. ع.، ح. نجفی نژاد و ف. آزاد شهرکی. 1385. بررسی امکان کشت پاییزه چغندر قند در منطقه ارزوئیه (استان کرمان). مجله پژوهش و سازندگی. شماره 71. (ازصفحه... - تا صفحه...)

3- حاج محمدنیا قالیباف، ک.، ا. نظامی، و ع. کمندی. 1389. بررسی امکان استفاده از شاخص نشت الکترولیت ها در ارزیابی تحمل به سرما در چغندر قند. مجله پژوهشهای زراعی ایران، جلد 8 (3): 465-472.

4- فتح الله‌طالقانی، د.، ح. شریفی، م. احمدی، غ. اشرف منصوری و م. ع. محرم زاده. 1389. توسعه کشت پاییزه چغندر قند در ایران. مجموعه مقالات کلیدی یازدهمین کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ایران.

5- کاشانی، ا.، ح. صدقی، ف. کاره، و ح. فرزدقی. 1375. الگوی مناسب کاشت برای تولید پروتئین و قند در خوزستان. دانشگاه شهیدچمران اهواز.

6- گوهری، ج.، و ر. قلی زاده. 1379. زراعت چغندر قند (کاشت ، داشت و برداشت). انتشارات ترویجی موسسه تولید بذر و نهال. چغندر قند کرج.

7- میرزایی اصل، ا.، ب.یزدی صمدی، ع. زالی، و ی. صادقیان مطهر. 1381. بررسی مقاومت گندم به سرما با روشهای آزمایشگاهی. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 6 (1): 186-177.

8- نظامی، ا. 1381. ارزیابی تحمل به سرما در نخود به منظور کشت پاییزه آن در مناطق مرتفع. پایان نامه دوره دکتری رشته زراعت. دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد. تعداد صفحات

9- نظامی، ا.، ک. حاج محمدنیاقالیباف، و ع. کمندی. 1390. ارزیابی تحمل به یخ زدگی ارقام چغندر قند در شرایط کنترل شده. مجله تنش های محیطی در علوم کشاورزی، جلد 3 (2).

10- نظامی، ا.، ف. کیخاآخر، م. ج. موسوی، ا. ایزدی، س. نظامی، و م. یوسف ثانی. 1390. اثر تنش یخ زدگی بر گیاه بنفشه (Viola gracilis L.) تحت شرایط آزمایشگاهی. نشریه بوم شناسی کشاورزی.جلد 3 (4).

11- Blum, A. 1988. Plant Breeding for Environmental Stress. CRC Press, U.S.A.

12- Bridger, G. M., D. E. Falk, B. D. Mckersie and D. L. Smith. 1996. Crown freezing tolerance and field winter survival of winter cereals in eastern Canada. Crop Science. 36:150-157.

13- Fowler, D. B., L. V. Gusta and N. J. Tyler. 1981. Selection for winter hardiness in wheat. III. Screening methods. Crop Science. 21:896-901.

14- Gusta, L. V. and D. B. Fowler. 1977. Cold resistance and injury in winter cereals. PP:159-178. In Mussel H, Staples RC (eds.) Stress physiol. in crop plants. John Wiley & Sons. New York.

15- Hoffmann, C. M. and S. K. Severin. 2010. Light absorption and radiation use efficiency of autumn and spring sown sugar beets. Field Crops Research 119: 238–244.

16- Hoffmann, C. M. and S. K. Severin. 2011. Growth analysis of autumn and spring sown sugar beet. European Journal of Agronomy. 34:1-9.

17- Lawrence, C. and A. S. Holaday. 2000. Effects of mild night chilling on respiration of expanding cotton Leaves. Plant Science. 157:233–244.

18- Levitt, J. 1980. Chilling injury and resistance. Vol. 1. PP. 23-64 .In Kozlowsky, T.T.(eds.) Chilling, Freezing and High Temperature Stresses. Responses of Plants to Environmental Stresses. Academic Press, New York.

19- Lindow, S. E., D. C. Arny, and C. D. Upper. 1982. Bacterial ice nucleation: a factor in frost injury to plants. Plant Physiology 70: 1084-1089.

20- Rinaldi, M. and A. V. Vonella. 2006. The response of autumn and spring sown sugar beet (Beta vulgaris L.) to irrigation in Southern Italy: Water and radiation use efficiency. Field Crops Research 95:103–114.

21- Sadeghian, S. Y. 2002. Advantage of winter beet as compared with summer beet. IIRB, Mediterranean Section meeting, 24-26 Oct. 2002.

22- Sharom, M., C. Willemot and J. E. Thompson. 1994. Chilling injury induces lipid phase changes in membranes of tomato fruit. Plant Physiology. 105:305–308 .

23- Wise, R. R., J. McWillia and A. W. Naylor. 1983. A comparative study of low-temperature-induced ultra stractural alternations of three species with differing chilling sensitivities. Plant Cell and Environment. 6:525-535.

24- Wolter, F. P., R. Schmidt and E. Heinz. 1992. Chilling sensitivity of Arabidopsis thaliana with genetically engineered membrane lipids. EMBO.J. 11:4685–4692.

25- Wood, D. W. and R. K. Scott. 1975. Sowing sugar beet in autumn in England. Journal of Agricultural Science, Cambridge. 84:97 -108.