Management of Natural Ecosystems

Management of Natural Ecosystems

Feasibility Study of Cultivation and Identification of a Suitable Ecotype of Salicornia in Cold Semi-Arid Ecosystems through Evaluation of Different Cultivation Bed Methods (Case Study: Zanjan)

Document Type : Original Article

Authors
1 Research Fellow, Forest and Rangeland Department, Zanjan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Zanjan, Iran.
2 Research Fellow, Watershed Management Department, Zanjan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Zanjan, Iran.
3 Ph.D. in Environmental Engineering, Grape Research Institute, Malayer University, Hamedan, Iran.
4 Research Assistant Professor, Forest and Rangeland Department, Zanjan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Zanjan, Iran.
5 Research Assistant Professor, Watershed Management Department, Zanjan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Zanjan, Iran.
Abstract
This study aimed to evaluate the feasibility of cultivating the halophyte Salicornia (Salicornia spp.) in the cold semi-arid climate of Zanjan, to identify the optimal seedbedpreparation method, and to select a suitable ecotype. Five different cultivation methods, focusing on various seed–bed combinations, were tested. The results showed that sowing seeds mixed with sandy soiland farmyard manure (ratio 3:1) in shallow furrows achieved a germination rate of 95% (replicate means: 93%, 96%, 96%), and provided the best performance in the heavy, compact soils of the region. This method improved soil aeration and permeability, thereby creatingfavorable conditions for plant establishment, while other methods (with 2–15% germination) achieved only limited successdue to soil compaction or inadequate cover. In the ecotype comparison section, three ecotypes—Bushehr, Markazi, and Gorgan—were evaluated under Zanjan’s climatic conditions. The Bushehr ecotype was superior in key growth indicators: plant height was 17 cm (36% higher than Markazi at 12.5 cm, similar to Gorgan at 17.5 cm), leaf cover area of 17 cm² (70% higher than Markazi at 10 cm², 21% higher than Gorgan at 14 cm²), and dry biomass of 5.5 g (69% higher than Markazi at 3.25 g, 22% higher than Gorgan at 4.5 g). One-way analysis of variance (ANOVA) confirmed statistically significant differences in all parameters (p < 0.01). These findings highlight the high adaptability of the Bushehr ecotype to Zanjan’s cold semi-arid conditions, making it an ideal candidate for sustainable cultivation and saline land reclamation. Cultivating Salicornia in such areas can utilize saline water resources and contribute to sustainable agriculture and the production of forage or edible oil. Further research is recommended to optimizecultivation management, evaluatelong-term effects of salinity and temperature, and developimproved germplasm to thereby facilitating the commercialization of this plant in similar climates.
Keywords
Subjects

بزرگمهر، ع.، عسگری، ح. ر.، فرزام، م.، و رنجبر، غ. (1403). تأثیر آب شور بر تجمع عناصر و کیفیت علوفه در گونه‌های مختلف سالیکورنیا. علوم تنش‌های محیطی در گیاهان زراعی، (2)17، 335–319.
حمیدی، ع.، اسکوئی، ب.، و شایان‌فر، ع. (1403). مطالعه بر روی شرایط بهینه دما، نور، مدت زمان و بستر برای جوانه‌زنی بذر سه گونه سالیکورنیا. تحقیقات بذر ایران، (2)11، 40-19.
خوب، ن.، امین‌نژاد، ب.، و امیدی، ا. (1396). پایش کیفی و تعیین سهم رودخانه‌های واریزی بر افزایش شوری رودخانه قزل‌اوزن در محدوده‌ی استان زنجان با استفاده از نرم‌افزار عددی QUAL2K.. منابع آب، (32)10، 44–33.
خوش‌خلق سیما، ن. ا.، عبادی، ع.، ریاحی سامانی، ن.، و روحانی. ب.(1399). سالیکورنیا: کاربردها، توان اقتصادی، کشت و بهره ‌برداری. تهران: نشر آموزش، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی.
درویشی، ع.، ملکی، م.، و آقاله، م. (۱۳۹۲). مطالعه رشد  Salicornia europaea و S. persica  جهت کشت در اقلیم‌های شور و خشک. سومین کنفرانس برنامه‌ریزی و مدیریت محیط زیست، تهران. آذر1392.
رنجبر، غ. ح.، و دهقانی، ف. (۱۳۹۷). مقایسه میزان خاکستر و درصد روغن دو گونه Salicornia sinus persica و Salicornia bigelovii آبیاری شده با آب دریا. پانزدهمین کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ایران، کرج، شهریور 1397.
رنجبر، غ.، دهقانی، ف.، عالءالدین، آ.، سلطانی گردفرامرزی، و.، و کشتکار، س. (1400). ارزیابی عملکرد برخی گونه‌ها و اکوتیپ‌های سالیکورنیا آبیاری شده با آب دریا و آب شور زیرزمینی. پژوهش آب در کشاورزی، (2)35، 199–187.
رنجبر، غ.، دهقانی، ف.، و رحیمیان، م. (1401). گونه‌های بومی سالیکورنیا با ارزش اقتصادی در فلور ایران. طبیعت ایران، (1)7، 50–45.
سازمان هواشناسی کشور (۱۴۰۲). گزارش سالانه وضعیت اقلیم و پدیده‌های جوی ایران در سال ۱۴۰۲. تهران: سازمان هواشناسی کشور.
عالی‌پور، س.، سلطانی، ا.، اله‌دادی، ا.، قربانی‌جاوید، م.، و اکبری، غ. (۱۴۰۱). تأثیر تاریخ کاشت و شوری بر پایداری زیستی سالیکورنیا (Salicornia iranica) در برابر تنش ریزگرد. تولید گیاهان زراعی، (1)15، 204–187.
محمودی، ع.، و دانش، م. (1398). بررسی تأثیر شوری روی برخی صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و کشت درون شیشه‌ای گیاه هالوفیتSalicornia europaea.. اصلاح گیاهان زراعی، (29)11، 168–161.
نژادقنبر، م. (۱۳۹۶). معرفی کاربردهای گونه Salicornia سالیکورنیا. نخستین کنفرانس بین‌المللی علوم کشاورزی، دامی، منابع طبیعی، محیط زیست، گردشگری روستایی و گیاهان دارویی کشورهای اسلامی، مشهد، آبان 1396.
هوشمندزاده، ع.، پورمقدم، م.، یزدان‌پناه، م.، و شکوهی‌فر، م. (۱۳۹۶). امکان‌سنجی کشت گیاه سالیکورنیا در خاک با بافت سنگین (مطالعه موردی: منطقه چویبده آبادان). اولین همایش ملی شورورزی، یزد، آبان 1396.
Al-Tamimi, M., Green, S., Abou Dahr, W., Al-Muaini, A., Lyra, D., Ammar, K., Dawoud, M., Kenyon, P., Kemp, P., Kennedy, L., McLachlan, A., and Clothier, B. (2023). Drainage, salt-leaching impacts, and the growth of Salicornia bigelovii irrigated with different saline waters. Agricultural Water Management, 289, 108441.
Daoud, S., Harrouni, M. C., and Bengueddour, R. (2001). Biomass production and ion composition of some halophytes irrigated with different seawater dilutions. In First International Conference on Saltwater Intrusion and Costal Aquifers Monitoring, Modeling, and Management. Essaouira, Morocco.
Fussy, A., and Papenbrock, J. (2024). Molecular analysis of the reactions in Salicornia europaea to varying NaCl concentrations at various stages of development to better exploit its potential as a new crop plant. Frontiers in Plant Science, 15, 1454541.
Glenn, E. P., Brown, J. J., and Blumwald, E. (1999). Salt tolerance and crop potential of halophytes. Critical reviews in plant sciences18(2), 227-255.
Izadi, Y., Nabipour, M., and Ranjbar, G. (2025). Variations in growth, physiology and fodder quality among salicornia persica ecotypes irrigated with persian gulf seawater. Scientific Reports15(1), 28850.
Koshida, K., Kawagishi, K., and Ito, Y. (2025). Cutting propagation of Salicornia europaea L. and the optimum NaCl and nutrient solution levels for its rooting and growth. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology100(2), 265-271.
Lombardi, T., Bertacchi, A., Pistelli, L., Pardossi, A., Pecchia, S., Toffanin, A., and Sanmartin, C. (2022). Biological and agronomic traits of the main halophytes widespread in the Mediterranean region as potential new vegetable crops. Horticulturae8(3), 195.
Noorollahi, Y., Sokhansefat, S., Sokhansefat, T., Rahmani, K., and Jalilinasrabadi, S. (2015). Biodiesel resources assessment and production capacity evaluation from Salicornia Plant in Golestan Province, Northeast Iran. International Journal of Renewable Energy Research5(3), 847-858.
Norman, H. C., Masters, D. G., and Barrett-Lennard, E. G. (2013). Halophytes as forages in saline landscapes: Interactions between plant genotype and environment change their feeding value to ruminants. Environmental and Experimental Botany92, 96-109.
Puccinelli, M., Marchioni, I., Botrini, L., Carmassi, G., Pardossi, A., and Pistelli, L. (2024). Growing Salicornia europaea L. with saline hydroponic or aquaculture wastewater. Horticulturae, 10(2), 196.
Ventura, Y., and Sagi, M. (2013). Halophyte crop cultivation: The case for Salicornia and Sarcocornia. Environmental and Experimental Botany92, 144-153.
Ventura, Y., Eshel, A., Pasternak, D., and Sagi, M. (2011). The development of halophyte-based agriculture: Past and present. Annals of Botany, 107(3), 529–540.
Yucel, C., Farhan, M. J., Khairo, A. M., Ozer, G., Cetin, M., Ortas, I., and Islam, K. R. (2017). Evaluating Salicornia as a Potential Forage Crop to Remediate High Groundwater-Table Saline Soil under Continental Climates. International Journal of Plant & Soil Science.
Zerai, D. B., Glenn, E. P., Chatervedi, R., Zhongjin, L., Mamood, A. N., Nelson, S. G., and Ray, D. T. (2010). Potential for the improvement of Salicornia bigelovii through selective breeding. Ecological Engineering, 36, 730–739.

  • Receive Date 18 August 2025
  • Revise Date 31 August 2025
  • Accept Date 03 September 2025