Barley (Hordeum vulgare L.) is a salt-tolerant crop with considerable economic value in salinity-affected arid and semiarid areas. In the laboratory experiment, the halothermal time (HaloTT) model was used to examine barley seed germination (SG) at six constant cardinal temperatures (Ts) of 15, 20, 25, 30, 35, and 40 °C under five different water potentials (ψs) of 0, -0.5, -1.5, -1.0, and -2.0 MPa. Results showed that at optimum moisture (0 MPa), the highest germination percentage (GP) was recorded at 20 °C and the lowest at 40 °C. Moreover, GP increased with the accelerated aging period (AAP) and significantly (p ≤ 0.05) decreased with high T. In addition, with a decrease of ψ from 0 to -0.5, -1, 1.5, and -2.0 MPa, GP decreased by 93.33, 76.67, 46.67, and 33.33%, respectively, in comparison with 0 MPa. The maximum halftime constant (θHalo) and coefficient of determination (R2) values were recorded at 20 °C and 30 °C, respectively. The optimum temperature (To) for barley is 20 °C, base Ψ of 50th percentile (Ψb (50)) is -0.23 Mpa, and standard deviation of Ψb (σΨb) is 0.21 MPa. The cardinal Ts for germination is 15 °C (Tb), 20 °C (To), and 40 °C (Tc). The GP, germination rate index (GRI), germination index (GI), coefficient of the velocity of germination (CVG), germination energy (GE), seed vigor index I and II (SVI-I & II), Timson germination index (GI), and root shoot ratio (RSR) were recorded maximum at 0 MPa at 20 °C and minimum at -2.0 MPa at 40 °C. Mean germination time (MGT) and time to 50% germination (T 50%) were maximum at -2 MPa at 40 °C, and minimum at 20 °C, respectively. In conclusion, the HaloTT model accurately predicted the germination time course of barley in response to T, Ψ, or NaCl. Therefore, barley can be regarded as a salt-tolerant plant and suitable for cultivation in arid and semi-arid regions due to its high resistance to salinity.

Background: Soil salinity negatively impacts agricultural productivity. Consequently, strategies should be developed to inculcate a salinity tolerance in crops for sustainable food production. Growth regulators play a vital role in regulating salinity stress tolerance. Methods: Thus, we examined the effect of exogenous salicylic acid (SA) and alpha-tocopherol (TP) (100 mg/L) on the morphophysio-biochemical responses of two wheat cultivars (Pirsabak-15 and Shankar) to salinity stress (0 and 40 mM). Results: Both Pirsabak-15 and Shankar cultivars were negatively affected by salinity stress. For instance, salinity reduced growth attributes (i.e., leaf fresh and dry weight, leaf moisture content, leaf area ratio, shoot and root dry weight, shoot and root length, as well as root-shoot ratio), pigments (chlorophyll a, chlorophyll a, and carotenoids) but increased hydrogen peroxide (H2O2), malondialdehyde (MDA), and endogenous TP in both cultivars. Among the antioxidant enzymes, salinity enhanced the activity of peroxidase (POD) and polyphenol oxidase (PPO) in Pirsabak-15; glutathione reductase (GR) and PPO in Shankar, while ascorbate peroxidase (APOX) was present in both cultivars. SA and TP could improve the salinity tolerance by improving growth and photosynthetic pigments and reducing MDA and H2O2. In general, the exogenous application did not have a positive effect on antioxidant enzymes; however, it increased PPO in Pirsabak-15 and SOD in the Shankar cultivar. Conclusions: Consequently, we suggest that SA and TP could have enhanced the salinity tolerance of our selected wheat cultivars by modulating their physiological mechanisms in a manner that resulted in improved growth. Future molecular studies can contribute to a better understanding of the mechanisms by which SA and TP regulate the selected wheat cultivars underlying salinity tolerance mechanisms.

Abstract Background Nitrogen (N) availability is crucial in regulating plants’ abiotic stress resistance, particularly at the seedling stage. Nevertheless, plant responses to N under salinity conditions may vary depending on the soil’s NH 4 + to NO 3 − ratio. Methods In this study, we investigated the effects of different NH 4 + :NO 3 − ratios (100/0, 0/100, 25/75, 50/50, and 75/25) on the growth and physio-biochemical responses of soybean seedlings grown under controlled and saline stress conditions (0-, 50-, and 100-mM L − 1 NaCl and Na 2 SO 4 , at a 1:1 molar ratio). Results We observed that shoot length, root length, and leaf-stem-root dry weight decreased significantly with increased saline stress levels compared to control. Moreover, there was a significant accumulation of Na + , Cl − , hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and malondialdehyde (MDA) but impaired ascorbate-glutathione pools (AsA-GSH). They also displayed lower photosynthetic pigments (chlorophyll-a and chlorophyll-b), K + ion, K + /Na + ratio, and weakened O 2 •− -H 2 O 2 -scavenging enzymes such as superoxide dismutase, catalase, peroxidase, monodehydroascorbate reductase, glutathione reductase under both saline stress levels, while reduced ascorbate peroxidase, and dehydroascorbate reductase under 100-mM stress, demonstrating their sensitivity to a saline environment. Moreover, the concentrations of proline, glycine betaine, total phenolic, flavonoids, and abscisic acid increased under both stresses compared to the control. They also exhibited lower indole acetic acid, gibberellic acid, cytokinins, and zeatine riboside, which may account for their reduced biomass. However, NH 4 + :NO 3 − ratios caused a differential response to alleviate saline stress toxicity. Soybean seedlings supplemented with optimal ratios of NH 4 + :NO 3 − (T3 = 25:75 and T = 4 50:50) displayed lower Na + and Cl − and ABA but improved K + and K + /Na + , pigments, growth hormones, and biomass compared to higher NH 4 + :NO 3 − ratios. They also exhibited higher O 2 •− -H 2 O 2 -scavenging enzymes and optimized H 2 O 2 , MDA, and AsA-GSH pools status in favor of the higher biomass of seedlings. Conclusions In summary, the NH 4 + and NO 3 − ratios followed the order of 50:50 > 25:75 > 0:100 > 75:25 > 100:0 for regulating the morpho-physio-biochemical responses in seedlings under SS conditions. Accordingly, we suggest that applying optimal ratios of NH 4 + and NO 3 − (25/75 and 50:50) can improve the resistance of soybean seedlings grown in saline conditions.

ABSTRACT In many parts of the world, solar radiation has decreased during the past 50 years due to industrialisation‐induced elevations in air aerosols which has negatively impacted crop productivity. Climate change threatens rapeseed ( Brassica napus L.) production due to shade stress caused by reduced light radiation. However, studies on how shade affects photosynthetic mechanisms in rapeseed (leaves and pod wall) are not well documented. Understanding the mechanisms of shade on yield formation in rapeseed is important for breeding shade‐tolerant rapeseed varieties and optimising agricultural management practices in low‐light areas. Therefore, this study assesses the impacts of ‘global dimming’ simulated by shading at a specific period on rapeseed's photosynthetic behaviour, yield and seed quality. A two‐factor split‐plot design was arranged with three shading treatments (CK, FS and PS) and two hybrid genotypes (Chuannong and Zhongyouza) of rapeseed. We observed that shading at the flowering stage (FS) significantly inhibited the leaf area index, chlorophyll content, photosynthetic efficiency and enzymatic activities of both genotypes. Besides that, shading at pod development stage (PS) substantially declined the pod photosynthetic characteristics and transportation of carbohydrates towards economic organ (seeds) which directly decreased the yield of rapeseed. We found that PS treatment remarkably declined the oil content of both genotypes. According to the results, the photosynthetic capacity of rapeseed pod wall had a greater impact on yield and seed quality than leaves. Therefore, improving the photosynthetic capacity and material transport efficiency of the pod wall is a potential measure to increase the yield of rapeseed under shade stress. This study provides a new insight into the effects of shade on rapeseed production and provides a valuable reference for rapeseed breeding techniques to develop high‐yielding genotypes by enhancing the photosynthetic efficiency of rapeseed pod wall in low‐light conditions.