بخشی از مقاله
چكيده
به منظور بررسي اثر تنش كم‌آبي در مرحله رشد زايشي بر صفات زراعي و فيزيولوژيك ژنوتيپ‌هاي كلزا، آزمايشي به صورت كرت‌هاي خرد شده در قالب طرح پايه بلوك‌هاي كامل تصادفي در چهار تكرار در سال 1382 در مزرعه تحقيقاتي مؤسسه تقحيقات اصلاح و تهيه نهال و بذر كرج اجرا شد. در اين آزمايش، آبياري به عنوان عامل اصلي در دو سطح آبياري معمول براساس 80 ميلي تبخير از تشتك كلاس A (شاهد) و تنش كم‌آبي (قطع آبياري از مرحله ساقه‌دهي به بعد تا مرحله بلوغ
فيزيولوژيكي) و ژنوتيپ‌هاي بهاره كلزا به عنوان عامل فرعي در 10 سطح شامل اوگلا، نوزده- اچ، هايولا 401 (كانادا)، هايولا 401 (صفي‌آباد)، هايولا 401 (برازجان)، سين-3، هايولا 420، آپشن 500، هايولا 308 و كوانتوم بودند. نتايج حاصل نشان داد كه قطع آبياري از مرحله ساقه‌دهي به بعد، تأثير نامطلوبي بر فعاليت‌هاي رشدي، عملكرد و اجزاء عملكرد داشت. در ميان اجزاء عملكرد دانه، كاهش وزن هزار دانه (8 درصد) و به ويژه تعداد دانه در خورجين (3/11 درصد)، بيشترينسهم را در كاهش عملكرد دانه (16 درصد) ژنوتيپ‌هاي بهاره كلزا در شرايط تنش كم‌آبي دارا بودند.
ژنوتيپ‌ها در شرايط تنش كم‌آبي ميزان آمينواسيد پرولين بالاتري در برگ داشتند، در حالي كه ميزان محتواي نسبي آب برگ و ميزان كلروفيل b, a و كل در آنها پايين‌تر بود. كم‌آبي، نسبت كلروفيل a به b را افزايش داد كه اين امر ناشي از كاهش بيشتر ميزان كلروفيل b نسبت به كلروفيل a بود.
ميزان پرولين تجمع يافته در برگ در شرايط تنش كم‌آبي، بيان‌گر ميزان خسارت وارده به ژنوتيپ‌ها بوده و ارتباطي با تحمل به تنش نداشت. همچنين، كاهش ميزان محتواي نسبي آب برگ در ژنوتيپ‌هاي حساس به كم‌آبي بيشتر بود. ژنوتيپ‌هايي كه در شرايط تنش كم‌آبي، محتواي نسبي آب برگ خود را به ميزان بالاتري حفظ نمودند، عملكرد دانه بالاتري را توليد نمودند. بر پايه نتايج، اين گونه استنباط مي‌شود كه ژنوتيپ‌هاي سين- 3، نوزده- 1چ، هايولا 420، هايولا 401 (برازجان) و هايولا 401
(كانادا) با شاخص تحمل به تنش بالاتر نسبت به ساير ژنوتيپ‌هاي مورد بررسي، سازگاري مناسب‌تري با تنش كم‌آبي داشتند و توانستند هم در شرايط آبياري معمول و هم تنش كم‌آبي، ميزان عملكرد دانه بالاتري را توليد نمايند. در مقابل، ژنوتيپ هايولا 308، بيشترين حساسيت را به كم آبي در ميان ژنوتيپ‌هاي مورد بررسي دارا بود.
واژه‌هاي كليدي: ژنوتيپ‌هاي كلزا- عملكرد و اجزاي عملكرد- تنش كم آبي- پرولين- كلروفيل- محتواي نسبي آب برگ.
مقدمه
در حدود 40 درصد از اراضي كره زمين در مناطق خشك و نيمه خشك قرار دارند
(Meigs, 1953). در اين مناطق، آب محدوديت اصلي بوده و خشكي از جمله مهمترين عوامل القاء كننده تنش در گياهان زراعي به حساب مي‌آيد. متأسفانه كمبود آب، تنها به اين مناطق محدود نشده و گاهي در ساير نقاط هم توزيع نامنظم باران دوره‌هاي دشواري را براي رشد گياه ايجاد مي‌نمايد. چنين تنشي بر روي عملكرد محصول اثر گذاشته و اغلب باعث ايجاد افت در آن مي‌گردد. در شرايط تنش خشكي، پتانسيل آب برگ و مقدار آن نسبي برگ (LRWC) كاهش پيدا كرده و فرآيندهايي نظير فتوسنتز، توسعه برگ و نيز تراكم و اندازه روزنه‌ها تحت تأثير قرار مي‌گيرند
(Sierts et al., 1987; Sloan et al., 1990).
كاهش رطوبت در مراحل حساس زيستي گياه، تغييرات و دگرگوني‌هايي را ايجاد مي‌نمايد. ماهيت ديناميك وضعيت آبي گياه، در برگيرنده وابستگي اثرات تنش خشكي به عواملي مانند شدت، دوام و زمان تنش در طول انتوژني و نيز ساير متغيرهاي محيطي است كه اين امر پيچيدگي خاصي را در پاسخ گياه ايجاد مي‌كند (Chavan et al., 1990). بدين ترتيب، مقاومت و يا تحمل خشكي از جنبه‌هاي فيزيولوژيك و اصلاحي مهم تلقي مي‌شود. در اين راستا، هدايت روزنه كمتر، توانايي برداشت آب از خاكي با رطوبت كم، حفظ پتانسيل آب و ميزان آب نسبي برگ (Blum and Mayer, 1999) از طريق ريشه‌هاي عميق و منشعب، تورم مثبت برگ در پتانسيل‌هاي آبي پايين و
فرآيندهاي مرتبط با تورم و تجمع امينواسيدهايي همچون پرولين، بتائين و … در گياه جهت تنظيم اسمزي، جزء ساز و كارهاي مهم محسوب مي‌گردند (Fukei and Cooper, 1995; Kumar and Singh, 1998; Niknam and Turner, 1999).
زراعت كلزا در ميان دانه‌هاي روغني، با توجه به شرا
يط آب و هوايي ايران پديده‌اي جديد به شمار آمده و نقطه اميدي براي تأمين روغن مورد نيز محسوب مي‌شود (بي‌نام، 1377). دانه‌هاي كلزا داراي درصد قابل توجهي روغن (45- 40 درصد) بوده و منبع با ارزش براي تأمين روغن خوراكي و نيز مصارف صنعتي مي‌باشد. همچنين، پس از استخراج روغن، كنجاله آن از 26 تا 44 درصد پروتئين به طور معمول برخوردار است. كلزا نيز همانند بسياري از گياهان زراعي روغني از تنش كم‌آبي متأثر مي‌شود و بسته به وضعيت آبي در مراحل ويژه‌اي از فنولوژي خود به ويژه دوره رشد زايشي، كميت و كيفيتش تحت تأثير قرار مي‌گيرد
. علت اين امر به احتمال زياد تغيير در تظاهر ژن‌هاي كنترل كننده صفات كيفي دانه مي‌باشد (Strocher et al., 1995). در بررسي تيمارهاي تنش خشكي (تنش در ابتداي رشد رويشي، اواخر رشد رويشي، مرحله گل‌دهي) بر روي ارقام كلزا مشاهده شد كه تنش خشكي به طور معني‌داري تعداد خورجين در هر گياه، تعداد دانه در هر خورجين و عملكرد دانه را كاهش داد. كاهش عملكرد دانه عمدتاً از طريق كاهش تعداد خورجين در گياه و بذر در هر خورجين بود. كمترين تعداد خورجين و دانه در خورجين مربوط به گياهان تنش ديده در مرحله گل‌دهي بود. كاهش وزن دانه نيز در تيمارهاي تنش خشكي اعمال شده در اواخر دوره رشد بيشتر بود. كاهش سطح برگ نيز فقط در تيمارهاي تنش در اواخر رشد رويشي و گل‌دهي مشاهده شد.
در بررسي پايداري غشاء سلولي در شرايط خشكي مشاهده شد كه اين عامل نسبت به گياهان شاهد بالاتر است. اين افزايش به نظر مي‌رسد كه يك نوع مكانيزم سازگاري جهت تحمل به تنش خشكي در كلزا باشد. درجه حرارت برگ نيز در گياهان تنش ديده 1 تا 2 درجه سانتي‌گراد نسبت به شاهد بالاتر بود. درجه حرارت بالاتر برگ، نشانه هدايت روزنه‌اي پايين‌تر و تبادل گازي كمتر در برگ كلزا مي‌باشد. كاهش عمكلرد دانه مربوط به كاهش در هدايت روزنه‌اي و فتوسنتز برگ بود. به نظر مي‌رسد كه تنش خشكي به مدت 4 تا 5 روز در طي رشد رويشي براي عملكرد دانه كلزا كمتر مضر باشد چون گياهان تا حد زيادي بهبود مي‌يابند. در مقابل، تنش خشكي ديرهنگام، به دليل
عدم بهبود كافي منجر به كاهش بيشتر عملكرد دانه مي‌شود (Hashem et al., 1998). پتانسيل عملكرد دانه در كلزا در هنگام اعمال تنش خشكي و تنش‌هاي حرارتي بالا به هنگام دوره گل‌دهي و مراحل قبل از آن نسبت به ديگر مراحل رشدي، كاهش بيشتري مي‌يابد. در كلزا، دوره رشد زايشي (اواخر تشكيل جوانه تا ابتداي تشكيل بذر)، حساس‌ترين مرحله به تنش آبي و درجه حرارت بالا است. كلزا عادت رشدي نامحدودي داشته و مي‌تواند در شرايط تنش خشكي به طور ذاتي بهبود يابد. اين بهبود از طريق افزايش شاخه‌دهي و افزايش كارايي خورجين‌هاي باقي مانده صورت مي‌گيرد. در بررسي اثر تيمارهاي حرارتي و رطوبتي (تنش آبي بالا، آبياري تا 50 درصد آب موجود خاك و تنش آبي ملايم، آبياري تا 90
درصد آب موجود خاك) بر روي ارقام كلزا و خردل هندي مشاهده شد كه تنش آبي، عملكرد دانه را فقط در شاخه فرعي و در گياه كاهش مي‌دهد، در حالي كه تأثيري بر عملكرد دانه در ساقه اصلي نداشت. در اين آزمايش مشاهده شد كه اثر تنش آبي بر عملكرد دانه، عمدتاً مربوط به تغيير صفات هيدروليكي و غيرهيدروليكي همانند كلروفيل است. تنش آبي بالا، وزن دانه را حدود 3 درصد نسبت به شاهد كاهش داد (Gan et al., 2004). تنظيم اسمزي، نقش معني‌دار و مهمي در حفظ پتانسيل آماس و پروسه‌هاي وابسته به فشار آماس همانند باز شدن روزنه‌ها، فتوسنتز، رشد
قسمت هوايي و گسترش ريشه‌ها به اعماق خاك دارد. كوماروسينك (1998) نشان دادند كه بيش از 50 درصد كل آب مصرفي به وسيله گياهان جنس براسيكا كه دارا تنظيم اسمزي بالاتر مي‌باشند، از لايه‌هاي پايين‌تر خاك (180-90 سانتي‌متر) جذب مي‌شود، در حالي كه در گياهان براسيكاي داراي تنظيم اسمزي پايين‌تر، اين قضيه برعكس است. در گونه‌هاي جنس براسيكا، تنظيم اسمزي رابطه مثبتي با عملكرد دانه دارد. همچنين، رابطه نزديكي ميان تنظيم اسمزي و هدايت روزنه‌اي و درجه حرارت برگ در گونه‌هاي اين جنس وجود دارد. كاهش در پتانسيل اسمزي همراه با كاهش محتواي نسبي آب برگ در ژنوتيپ‌هاي داراي تنظيم اسمزي كمتر نسب به ژنوتيپ‌هاي داراي تنظيم اسمزي بالاتر كوچكتر و كمتر بود. گياهان با تنظيم اسمزي بالاتر، هدايت روزنه‌اي خود را بالاتر نگاه داشته و تعرق بيشتري داشتند و هدايت روزنه‌اي و عملكرد دانه بالاتري داشتند. به نظر
مي‌رسد كه فرآيندهاي بيوشيميايي همانند تجزيه كلروفيل و ديگر رنگيزه‌هاي فتوسنتزي در شرايط تنش، كمتر در اين گونه گياهان تحت تأثير قرار مي‌گيرد (Kumar and Singh, 1998). در بررسي تيمارهاي آبياري (خشكي و آبياري كامل) در مرحله چهار برگي بر ارقام كلزا و خردل هندي مشاهده شد كه تنظيم اسمزي در برگ‌هاي در حال توسعه در هر دو گونه، دو برابر برگ‌هاي توسعه يافته بود. خشكي، تغييراتي در تنظيم اسمزي برگ‌هاي توسعه يافته تمام ژنوتيپ‌ها به دليل تجمع نيترات (47- 42 درصد)، قندهاي محلول (38- 31 درصد) و پرولين (14- 11 درصد) ايجاد نمود. در برگ‌هاي در حال توسعه، تجمع نيترات و يون پتاسيم همانند پرولين معني دار بود و اهميت بيشتري داشت. نيترات در خردل هندي بيشتر نقش داشت در حالي كه در دو رقم كلزا، يون
پتاسيم اهميت بالاتري داشت. در مقابل، در برگ‌هاي توسعه يافته، يون نيترات و قندهاي محلول، به ترتيب بيشترين اهميت را دارا بودند. در كل، برگ‌هاي در حال توسعه، پتانسيل اسمزي كمتري نسبت به برگ‌هاي توسعه يافته داشتند. يونهاي محلول در آب، منيزيم و كلسيم، سهم معني‌داري در تنظيم اسمزي نداشتند. اسيد آمينه پرولين، يك نشان‌گر مناسب براي تنظيم اسمزي در گياهان جنس براسيكا بوده، چون در شرايط تنش، غلظت آن، سهم مستقيمي در اندازه تنظيم اسمزي در ميان ارقام و برگ‌ها داشت. در اين آزمايش، ارتباط يون پتاسيم، قندهاي محلول و پرولين با تنظيم اسمزي خطي بود. ولي ارتباط يون نيترات خطي نبود كه نشان‌گر اين است كه تجمع زياد يون نيترا
ت براي گياه مضر است. تجمع قندهاي محلول در گياهان خشكي ديده مي‌تواند از افزايش هيدروليز نشاسته، سنتز به وسيله ديگر مسيرها و يا كاهش تبديل به ديگر محصولات باشد. همچنين، افزايش انتقال كربوهيدرات‌ها به برگ‌ها و يا كاهش انتقال آنها از برگ‌ها مي‌تواند سهم در تجمع قندهاي محلول در برگ‌ها در شرايط تنش خشكي داشته باشد. كاتيون‌ها و آنيون‌هاي محلول در شرايط تنش نيز مي‌تواند به وسيله توزيع مجدد از ساقه‌ها و ديگر بافت‌هاي گياهان تحت تأثير قرار گيرد. دليل تجمع زياد نيترات نيز در شرايط تنش مي‌تواند كاهش در فعاليت آنزيم نيترات ردوكتاز باشد (Ma et al., 2004). در بررسي اثرات تيمارهاي مختلف آبياري بر ارقام كلزا و خردل هندي، مشاهده شد در شرايط تنش خشكي با شدت كم، خردل هندي، ميزان ماده خشكش 2/1 برابر بيشتر از كلزا بود. در شرايط تنش خشكي شديد نيز وزن خشك خردل هندي دو برابر كلزا بود. شاخص سطح برگ خردل هندي نيز در هر دو تيمار آبياري بيشتر از كلزا بود.
با اين حال، وزن مخصوص برگ كمتري نسبت به كلزا داشت، كه اين امر منجر به سطح سبز برگ بيشتر خردل هندي و رشد بهتر خردل هندي در شرايط تنش نسبت به كلزا گرديد. مشخص شد كه گونه‌هاي براسيكا، وزن مخصوص برگ خود را در شرايط تنش خشكي شديد افزايش مي‌دهند كه منجر به افزايش كارايي مصرف آب گياه به وسيله كاهش سطح برگ مي‌شود. همچنين، كاهش وزن برگ، منجر به افزايش فشار آماس برگ شد. اين نگهداري فشار آماس در شرايط تنش ممكن است جرياني را كه باعث افزايش در وزن مخصوص برگ مي‌شود را به تأخير اندازد. وزن خشك
بيشتر خردل هندي نسبت به كلزا در شرايط تنش، به دليل برتري دوام سطح برگ آن نسبت به كلزا بود. اين مزيت خردل‌هندي، مستلزم فشار آماس سلول و برگ بالاتر است. همبستگي مثبت و معني‌دار ميان فشار آماس و دوام سطح برگ و فشار آماس و سرعت رشد محصول، نشان داد كه بالاتر بودن پتانسيل آب، RWC و فشار آماس در شرايط تنش، منجر به افزايش دوام سطح برگ و افزايش سرعت رشد محصول و ماده خشك بالاتر مي‌شود. در كلزا، پتاس عملكرد دانه در شرايط تنش خشكي به وسيله تجمع ماده خشك در قبل از اوج گل‌دهي تعيين مي‌شود. هر گياهي كه تجمع ماده خشكش قبل از اوج گل‌دهي در شرايط تنش بيشتر باشد، عملكرد دانه بيشتري توليد مي‌كند (Wright et al., 1996). كومار و همكاران (1993) مشاهده نمودند كه در كلزا، هدايت روزنه‌اي به طور نزديكي با RWC و فشار آماس (تورگر) در شرايط خشكي در ارتباط مي‌باشد.
بنابراين، كاهش RWC در شرايط كمبود آب منجر به كاهش هدايت روزنه‌اي و ورود CO2 گرديده و در نهايت موجب كاهش فتوسنتز مي‌گردد (Kumar et al., 1993). كومار و الستون (1993)، در بررسي اثرات خشكي بر گونه‌هاي جنس براسيكا مشاهده كردند كه گياهان با تنظيم اسمزي بالاتر به هنگام تنش خشكي، محتواي نسبي آب برگ را در حد بالاتري حفظ مي‌كنند و پس از آن، برگ‌ها تورم بالاتري را خواهند داشت. اين حالت به هدايت بالاتر برگي و در نهايت، حتي در پتانسيل‌هاي آبي پايين نيز مي‌تواند به افزايش فعاليت فتوسنتزي منجر شود. در نتيجه، برگ‌ها با پتانسيل آبي اندك در دوره‌هاي طولاني‌تر خشكي، بقاي خود را حفظ مي‌كنند. به علاوه، افزايش تحمل به پسابيدگي به برگ‌ها اجازه مي‌دهد تا در شرايط تنش باقي بمانند و بتوانند پس از برطرف شد
ن تنش به رشد خود ادامه دهند (Kumar and Elston, 1993). بررسي پاسخ ژنوتيپ‌هاي مختلف به تنش كمبود آب در مراحل حساس از رشد گياه در گزينش ارقام متحمل به كم آبي بسيار با ارزش است. اين موضوع با عنايت به پژوهش‌هاي اخير در عرصه اصلاح نباتات مولكولي از اهميت بيشتري برخوردار است. چون با شناسايي ارقام مقاوم و حساس از نظر صفات درگير در مقاومت به خشكي مي‌توان نسبت به تلاقي والدين مناسب و تهيه جوامع به تفرق ژنتيكي براي مكان‌يابي ژن‌هاي كنترل كننده صفات كمي اقدام نمود.
مواد و روش‌ها
محل اجراي آزمايش در مزرعه 400 هكتاري مؤسسه تحقيقات اصلاح و تهيه نهال و بذر كرج انتخاب گرديد. طول جغرافيايي محل اجراي آزمايش 59 درجه و 35 دقيقه شمالي و عرض جغرافيايي آن 75 درجه و 50 دقيقه شرقي و ارتفاع آن از سطح دريا 1313 متر مي‌باشد. براساس آمار آب و هوايي و با توجه به منحني آمبروترميك، منطقه مورد نظر با داشتن 150 تا 160 و گاهي تا 200 روز خشك جزء مناطق آب و هوايي مديترانه‌اي گرم و خشك و با داشتن زمستان سرد و مرطوب و تابستان گرم و خشك جزء مناطق نيمه خشك محسوب مي‌شود. براساس ميانگين داده‌هاي سي ساله اخير اداره هواشناسي كرج، متوسط بارندگي ساليانه منطقه 243 ميلي‌متر بوده و عمدتاً در اواخر پاييز و اوايل بهار روي مي‌دهد. ميزان كل بارندگي در طول فصل زراعي حدود 4/302 ميلي‌متر بود. بيشترين ميزان بارندگي در آذر ماه با 4/106 ميلي‌متر گزارش شد. وضعيت عمومي آب و هواي منطقه در سال زراعي اجراي آزمايش در جدول يك درج گرديده است
. قبل از آماده‌سازي زمين و مصرف كودهاي شيمايي از خاك نقاط مزرعه در دو عمق 30-0 و 60-30 سانتي‌متري جهت تعيين خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك، نمونه‌برداري و سپس به آزمايشگاه منتقل شدند. آبياري و رقم تيمارهاي آزمايش بودند. آبياري در دو سطح، شامل آبياري معمول (آبياري براساس 80 ميلي‌متر تبخير از تشتك كلاس A) و ديگري تنش كم‌آبي به صورت قطع آبياري در مرحله رشد زايشي (ساقه‌دهي به بعد) بود. ارقام نيز در 10 سطح كه تماماً داراي تيپ رشدي بهاره بودند. اين ارقام عبارت بودند از: اوگلا (ogla)، نوزده- اچ (19-H)، هايولا 401 (كانادا) (Hyola 401 (c))، هايولا 401 (صفي‌آباد) (Hyola 401 (s))، هايولا 401 (برازجان) (Hyola 401 (b))، هايولا 420 (Hyola 420)، سين-3 (Syn- 3)، آپشن 500 (option 500)، هايولا 308 (Hyola 308) و كوانتوم (Quantum) بودند كه به ترتيب مبدأ آنها از كشورهاي آلمان، پاكستان، كانادا، صفي‌آباد، برازجان، كانادا، ايران، كانادا، كانادا و آلمان بود. همچنين، رقم كوانتوم به عنوان شاهد آزمايشي در نظر گرفته شد. اين آزمايش در سال زراعي 83-1382 به صورت كرت‌هاي خرد شده در قالب طرح پايه بلوك‌هاي كامل تصادفي در چهار تكرار اجرا گرديد. سطوح آبياري در كرت‌هاي اصلي و ارقام در كرت‌هاي فرعي قرار گرفتند. تعداد كل كرت‌هاي آزمايشي در اين طرح برابر 80 بود.
مساحت كل مزرعه آزمايشي حدود 1350 مترمربع بود. در مزرعه آزمايشي در سال قبل گندم كشت شده بود. عمليات تهيه زمين شامل آبياري زمين و پس از گاورو شدن، انجام شخم پاييزه به وسيله گاوآهن برگردان‌دار، سپس عناصر كودي به همراه 5/2 ليتر در هكتار علف‌كش ترفلان همراه با دو ديسك عمود بر هم و سبك با خاك مخلوط گرديدند. سپس مزرعه به وسيله فاروئر به صورت جوي و پشته درآمد. فاصله جوي‌ها از يكديگر 60 سانتي‌متر بود. ابعاد هر كرت آزمايشي m 2/1
* m 5 بود. هر كرت آزمايشي شامل 4 خط 5 متري با فاصله خطوط 30 سانتي‌متر و فاصله بوته روي خط 4 سانتي‌متر بود. بين رديف‌ها نيز حدود 5 متر فاصله تعبيه شد. در تاريخ 16 مهرماه 1381 كليه ارقام كشت گرديدند. عمليات كاشت با دست انجام گرفت. عمليات تنك، واكاري و كوددهي براي هر يك از تيمارهاي آزمايشي به طور جداگانه انجام پذيرفت. به منظور تعيين تراكم مناسب، درمرحله 4 تا 6 برگي اقدام به تنك گياهان و حذف علف هاي هرز گرديد. آبياري براي تيمار آبياري معمول در هر بار آبياري، براساس 80 ميلي‌متر تبخير از تشتك كلاس A صورت گرفت.
بدين منظور در وسط مزرعه آزمايشي، قبل از كاشت، تشتك تبخير از نوع كلاس A كار گذاشته شد. به اين ترتيب، مقدار تبخير و تعرق روزانه از سطح تشتك اندازه‌گيري شد. با محاسبه مقدار تبخير و تعرق تجمعي اقدام به آبياري كرت‌ها در دور آبياري 80 ميلي‌متر گرديد. بدين منظور، يك روز قبل از رسيدن به دور آبياري مربوطه، با روش وزني، از خاك مزرعه نمونه‌برداري و رطوبت وزني خاك محاسبه گرديد. سپس كمبود رطوبت تا نقطه ظرفيت زراعي، با توجه به عمق ريشه در هر مرحله از رشد گياه جبران گرديد. آبياري براي تيمار آبياري معمول در چهار مرحله و براي تيمار كم آبي در دو
مرحله صورت پذيرفت. تنش از هنگام 50 درصد ساقه‌دهي هر كرت (كد شده به شماره 03/2 از روي جدول كدبندي سيلوستر- برادلي و مك پيس) تا مرحله رسيدگي فيزيولوژيك (كد شماره 9/6) اعمال گرديد. تنها منبع آب قابل دسترسي در اين زمان در تيمار تنش آبي، نزولات جوي بود. ميزان آب مصرفي نيز با كنتور محاسبه گرديد. در كل، ميزان آب مصرفي براي تيمار آبياري معمول حدود 6220 مترمكعب در هكتار بود در حالي كه براي تيمار تنش كم آبي حدود 4620 مترمكعب در هكتار بود. مي‌توان گفت كه تيمار آبياري معمول حدود 1600 مترمكعب آب در هكتار نسبت به تيمار تنش كم آبي بيشتر دريافت نمود (در حدود 73/25 درصد بيشتر). كرت‌ها به منظور عملكرد نهايي دانه در دو تاريخ 23 و 26 خرداد ماه 83 برداشت گرديدند.
علت دو تاريخ برداشت جداگانه، تفاوت در نمو گياهان در رابطه با تيمار آبياري بود. در انتهاي فصل رشد، صفاتي همانند تعداد خورجين در بوته، تعدد دانه در خورجين و پس از برداشت، عملكرد دانه و وزن هزار دانه اندازه‌گيري شدند. پس از اينكه گياه به مرحله رسيدگي فيزيولوژيك نزديك شد، تعداد 10 بوته از هر كرت به طور تصادفي انتخاب و صفات تعداد خورجين در بوته و تعداد دانه در خورجين آنها اندازه‌گيري شدند. تعداد كل خورجين‌هاي هر بوته در ساقه اصلي و شاخه‌هاي فرعي به طور جداگانه محاسبه و ميانگين 10 بوته به دست آمد و از جمع ميانگين تعداد خورجين در ساقه اصلي و شاخه فرعي، تعداد خورجين در بوته تعيين شد. به منظور محاسبه تعداد دانه در خورجين نيز تعداد 30 عدد خورجين از ساقه اصلي و شاخه‌هاي فرعي 10 بوته انتخابي به طور مجزا و به طور تصادفي انتخاب و تعداد دانه موجود در آنها محاسبه و از جمع ميانگين تعداد دانه در خورجين ساقه اصلي و شاخه فرعي، تعداد دانه در خورجين تعيين گرديد. به منظور تعيين عملكرد دانه در مساحت 8/4
مترمربع از منطقه برداشت نهايي (FHA)، بوته‌هاي هر كرت آزمايشي به طور جداگانه كف بر شده و جهت خشك شدن نهايي و رسيدن رطوبت به 12 درصد، به مدت يك هفته در هواي آزاد نگهداري و بعد از جداسازي دانه‌ها از خورجين، وزن دانه‌ها با ترازوي دقيق توزين و عملكرد دانه برحسب كيلوگرم در هكتار محاسبه گرديد. براي تعيين وزن هزار دانه، 5 نمونه 1000تايي توسط دستگاه بذر شمار از بذور هر كرت آزمايشي به طور تصادفي انتخاب و با ميانگين‌گيري وزن آنها، وزن هزار دانه محاسبه گرديد. جهت تعيين ميزان آمينواسيد پرولين و كلروفيل برگ، در تاريخ 231 روز پس از كاشت (DAS) اقدام به نمونه‌گيري از برگ‌هاي هر تيمار به طور جداگانه گرديد. بدين منظور، تعداد 5 برگ كاملاً توسعه يافته و فعال (حداقل نصف سطح برگ سبز باشد) از هر كرت آزمايشي انتخاب و بلافاصله در كيسه‌هاي پلي‌اتيلني و در كلمن محتوي يخ با دماي 2- درجه سانتي‌گراد قرار داده شدند و سريعاً به آزمايشگاه منتقل گرديدند. بعد از انتقال سريع به آزمايشگاه، نمونه برگ‌هاي تهيه شده، در نيتروژن مايع در دماي 30- درجه سانتي‌گراد يخ زده و فيكس گرديدند و سپس در فريزري با دماي 200- درجه سانتي‌گراد نگهداري شدند. جهت اندازه‌گيري ميزان پرولين در برگ از روش بيتز (1975) استفاده گرديد. بدين منظور پس از استخراج عصاره طبق روش مربوطه، ميزان جذب نور در طول موج 520 نانومتر به وسيله دستگاه اسپكترو فتومتر مدل L340 ساخت شركت هيتاچي ژاپن اندازه‌گيري شدند. غلظت پرولين در نمونه‌ها براساس ميكرومول در گرم وزن تر برگ محاسبه گردي
د. اندازه‌گيري ميزان كلروفيل در برگ با استفاده از روش آرنون (1975) انجام شد. بدين منظور از نمونه برگ‌هاي كاملاً جوان و رسيده كه از ارتفاع و يا گره خاصي از گياه تهيه شدند استفاده گرديد. ميزان جذب نور در طول موج‌هاي 645 و 663 نانومتر در دستگاه اسپكتروفتومتر قرائت گرديد. ميزان كلروفيل در برگ‌ها براساس ميلي‌گرم در گرم وزن تر برگ محاسبه گرديد. جهت اندازه‌گيري محتواي نسبي آب برگ نيز از روش وردلي و بارز (1965) استفاده گرديد. بدين منظور از هر كرت آزمايشي در تاريخ 239 روز پس از كاشت (DAS)، در اوايل صبح (ساعت 8-6)، تعداد 5 برگ كاملاً جوان و توسعه يافته كه در ارتفاع يكساني از سطح خاك قرار داشتند انتخاب شده و بلافاصله در
كيسه‌هاي پلي‌اتيلني و در كلمن محتوي يخ با دماي 2- درجه سانتي‌گراد قرار داده شدند و پس از انتقال سريع به آزمايشگاه، اندازه‌گيري انجام گرفت. محتواي نسبي آب برگ در تمام نمونه‌هاي آزمايشي از يك قسمت مشخص برگ (نزديك رگبرگ اصلي) اندازه‌گيري شدند. اين نمونه‌ها ابتدا با ترازويي دقيق توزين وبدين وسيله، وزن تازه برگ به دست آمد. پس از توزين برگ‌ها در داخل لوله‌هاي آزمايش درب‌دار محتوي آب مقطر به مدت 24 ساعت در دماي 22 درجه سانتي‌گراد قرار
داده شدند تا به حداكثر وزن اشباع خود برسند. سپس با ترازوي دقيق، وزن آماس برگ‌ها محاسبه شد. برگ‌ها به داخل آون الكتريكي با دماي 80 درجه سانتي‌گراد منتقل و بعد از 24 ساعت وزن خشك برگ‌ها با ترازوي حساس به دست آمد. محتواي نسبي آب برگ در نهايت از رابطه زير محاسبه گرديد.
جهت ارزيابي ژنوتيپ‌ها از نظر مقاومت به تنش كم‌آبي، در ابتدا، شدت تنش (SI) از رابطه زير محاسبه گرديد:
كه در اين رابطه، و به ترتيب، ميانگين عملكرد ژنوتيپ‌هاي مورد بررسي در شرايط كم‌آبي و آبياري معمول است. سپس جهت ارزيابي ژنوتيپ‌ها از نظر مقاومت به كم‌آبي، از شاخص تحمل به شش (STI) استفاده گرديد. شاخص تحمل به تنش از رابطه زير محاسبه گرديد:
كه در اين رابطه، و به ترتيب عملكرد در شرايط تنش و آبياري معمول است. نيز ميانگين عملكرد ژنوتيپ‌هاي مورد بررسي در شرايط عادي (آبياري معمول) است. در اين تحقيق، براي تجزيه واريانس و مقايسه ميانگين‌ها به روش آزمون چند دامنه‌اي دانكن (DMRT) از نرم‌افزار Mstatc استفاده گرديد.
نتايج و بحث
نتايج تجزيه واريانس ميزان پرولين در برگ نشان داد كه بين سطوح آبياري، ارقام و اثر متقابل آنها، اختلاف معني‌داري در سطح يك درصد آماري وجود داشت (جدول 2). آمينواسيد پرولين در شرايط آبياري معمول نيز در برگ‌هاي كلزا مشاهده گرديد ولي در شرايط تنش كم‌آبي ميزان آن در برگ‌ها افزايش يافت. نتايج مقايسه ميانگين سطوح آبياري نشان داد كه تنش كم‌آبي اعمال شده در دوره رشد زايشي در كلزا سبب افزايش ميزان پرولين در برگ از ميزان 980/11 ميكرومول در گرم وزن تر برگ در شرايط آبياري معمول به ميزان 593/90 ميكرومول در گرم وزن تر برگ گرديد. در مقايسه
ژنوتيپ‌ها، بيشترين ميزان پرولين در برگ با ميانگين 40/121 ميكرومول در گرم وزن تر برگ مربوط به رقم هايولا 308 و كمترين ميزان آن با ميانگين 15/19، 39/19 و 19/78 ميكرومول در گرم وزن تر برگ به ترتيب به ارقام آپشن 500، هايولا 401 (كانادا) و هايولا 401 (صفي‌آباد) تعلق داشت (جدول 3). نتايج مقايسه ميانگين اثر متقابل آبياري و رقم نيز نشان داد كه بيشترين ميزان پرولين در برگ با ميانگين 10/225 ميكرومول در گرم وزن تر برگ مربوط به رقم هايولا 308 در شرايط تنش كم آبي و
كمترين ميزان آن با ميانگين 436/6 ميكرومول در گرم وزن تر برگ مربوط به رقم هايولا 401 (صفي آباد) در شرايط آبياري معمول بود. همچنين، بيشترين ميزان پرولين در برگ در شرايط آبياري معمول با ميانگين 93/20 ميكرومول در گرم وزن تر برگ مربوط به رقم هايولا 420 بود. كمترين ميزان پرولين در شرايط تنش كم آبي نيز با ميانگين 23/24 و 49/24 ميكرومول در گرم وزن تر برگ به ترتيب به ارقام هايولا 401 (كانادا) و آپشن 500 تعلق داشت (جدول 4). تجمع بيشتر آمينواسيد پرولين در شرايط تنش كم‌آبي، توسط پژوهش‌گران زيادي گزارش گرديده است(Girousse et al., 1996; Voleti et al., 1998). اشرف و محمود (1990) نيز با اعمال تنش آبي 24 ساعته و انجام آبياري به مدت 2 الي 4 ساعت در گونه‌هاي كلزا مشاهده كردند كه در تمامي گونه‌ها، ساخت آمينواسيد پرولين در شرايط تنش تحريك و افزايش مي‌يابد
. همچنين مشخص شد كه تنظيم اسمزي (OA)، مكانيزم احتمالي تحمل به خشكي از طريق تركيبات ايجاد كننده فشار اسمزي مانند پرولين در گونه‌هاي جنس براسيكا باشد (Ashraf and Mehmood, 1990). تجمع اين تركيبات در سلول‌هاي گياه باعث ايجاد پتانسيل اسمزي منفي‌تر گرديده و در نتيجه، گياه به منظور جبران آب سلولي، فشار اسمزي سيتوپلاسم را افزايش داده و از طريق تنظيم اسمزي (OA)، با تنش مقابله مي‌كند (Aspinall, 1990). نظرات مختلفي در رابطه با افزايش ميزان توليد پرولين به عنوان يك عامل جهت ايجاد مقاومت به خشكي و تحمل به تنش مطرح شده است. ارتباط ميان اين دو پارامتر هنوز در حال بررسي است. در اين بررسي به نظر مي‌رسد كه تجمع پرولين آزاد در برگ‌ها ارتباطي با مقاومت به كم آبي يا تحمل به تنش ندارد. بلكه ميزان انباشت آن در برگ‌ها، ميزان خسارت وارده از تنش را نشان مي‌دهد. ديپاك و واتال (1995) نيز در آزمايشات گلخانه‌اي خود به منظور بررسي اثر رژيم‌هاي مختلف رطوبتي خاك بر روي
فاكتورهاي متابوليكي در رابطه با عملكرد كلزا در زمان گل‌دهي نشان دادند كه ميزان يون نيترات و اسيد آمينه پرولين در برگ‌ها در شرايط تنش كم آبي افزايش مي‌يابد. همچنين در اين آزمايش مشاهده شد كه تجمع پرولين، ميزان خسارت وارده از تنش را نشان داده و ميزان انباشت آن ارتباطي با تحمل به تنش نداشت (Deepak and Wattal, 1995). همچنين، نتايج حاصل از اين تحقيق نشان داد كه بين سطوح آبياري و ارقام، اختلاف معني‌داري در سطح يك درصد از نظر ميزان كلروفيل a، b و كل وجود داشت در حالي كه اثر متقابل آبياري و رقم از نظر ميزان كلروفيل b, a و كل معني‌دار نبود (جدول 2)
