بخشی از مقاله
مقدمه
خشکی یکی از مهمترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان در سرتاسر جهان و شایعترین تنش محیطی است. به خوبی مشخص شده که اثر تنش آبی بر رشد و عملکرد
بستگی به ژنوتیپ گیاه دارد .(Bannayan et al., 2008) آب یکی از منابع کمیاب در ایران است که تحت تأثیر میزان بارندگیست. اثر تنش آبی به مدت زمان، دوام و اندازه کمبود آن بستگی دارد .(Pandey et al., 2001) شناسایی زمان
T. vulgaris
042 اثر تنش خشکی بر صفات مورفولوژیک…
بحرانی و زمانبندي بر مبناي یک برنامه دقیق و اساسی براي گیاه کلیدي براي نگهداري آب و بهبود عملیات آبیاري و قابلیت تحمل گیاه به کمبود آب در کشاورزیست
.(Ngouajio et al., 2007) آب یکی از مهمترین عوامل محیطی است که تأثیر عمدهاي بر رشد و نمو و مواد مؤثرة گیاهان دارویی دارد. کمبود آب در جریان تولید گیاهان میتواند صدمات سنگینی به رشد و نمو و همچنین بر مواد مؤثرة دارویی گیاهان وارد نماید (امیدبیگی، .(1379
آویشن (Thymus vulgaris L.) یک گیاه چند ساله از خانواده نعناع و بومی مدیترانه است .(Gigord et al., 1999)
برگهاي کوچک نیزهاي سبزرنگ به طول 6 تا 12 میلیمتر، ساقه کوتاه و چهار گوش در پایین ساقه چوبی و در بخش جوانتر سبزرنگ میباشد. اسانس در تمامی قسمتهاي گیاه وجود دارد ولی بیشتر در سرشاخههاي گلدار دیده شده
است. نوع دارویی آویشن داراي خواص ضد
باکتري و ضد قارچ است .(Bauer & Luf , 2002) کمبود آب علاوه بر کاهش توسعه برگ میتواند از طریق ریزش و مرگ برگها در طول مراحل مختلف رشد بر شاخص سطح برگ (Leafs area index (LAI)) مؤثر باشد. بهطور کلی تنش آب از طریق کاهش سطح برگ، بسته شدن روزنهها، کاهش در قابلیت هدایت روزنهها، کاهش در آبگیري کلروپلاست و سایر بخشهاي پروتوپلاسم (که به نحوي کارآیی فتوسنتز را کاهش میدهد)، کاهش سنتز پروتئین و کلروفیل سبب تقلیل فرایند فتوسنتز میگردد. تنش آب بهطور مستقیم میتواند بر فرایندهاي بیوشیمیایی مربوط به فتوسنتز اثر گذاشته و بهطور غیر مستقیم ورود
دياکسیدکربن به داخل روزنهها را که به علت شرایط کمآبی بستهاند کاهش دهد.
از اینرو انتقال مواد فتوسنتزي نیز تحت تأثیر تنش آب قرار گرفته و موجب اشباع برگها از این مواد میگردد که ممکن است فتوسنتز را محدود نماید. بدیهی است که با محدود شدن فرآوردههاي فتوسنتزي در شرایط کمبود آب، رشد گیاه و نهایتاً عملکرد آن دچار نقصان میشود (حکمت شعار، Janssen .(1372 و همکاران (1987) بیان داشتند که وزن تر و خشک گیاه آویشن اسپانیایی با افزایش تنش آبی کاهش مییابد. Simon و همکاران (1992) اثر رژیمهاي مختلف آبی را روي گیاه ریحان بررسی کرده و مشاهده نمودند که با تشدید کمبود آب وزن خشک برگ و ساقه کاهش یافت. تنش آبی ملایم (پتانسیل آب برگ -0/68
مگاپاسکال) اثر معنیداري بر سطح برگ نداشت اما تنش آبی متوسط (پتانسیل آب برگ -1/12 مگاپاسکال) آن را کاهش داد. Muni Ram و همکاران (1995) ضمن بررسی رژیمهاي مختلف رطوبت خاك بر گونهاي از نعناع نتیجه گرفتند که افزایش رطوبت خاك، ارتفاع گیاه، شاخص سطح برگ و تجمع ماده خشک را بهطور معنیداري افزایش داد. Farooqi و همکاران (1999) دریافتند که تنش آبی در تمام ژنوتیپهاي مورد آزمایش گیاه سنبلهندي ( Cymbopogon (winterianus باعث کاهش عملکرد اندام رویشی، ارتفاع گیاه و سطح برگ میشود. Alkire و همکاران (1993) با بررسی اثر آبیاري کامل، آبیاري مختصر و عدم انجام آبیاري بر گیاه نعناع فلفلی نتیجه گرفتند که تنش آبی طول میانگرهها، ارتفاع گیاه و وزن خشک برگ، ساقه و ریشه را
Cymboopogon winterianus
فصلنامه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، جلد 26، شماره 2 241
کاهش میدهد. Letchamo و (1996) Gasselin اثر سه
رژیم رطوبتی 90)، 70 و 50 درصد ظرفیت مزرعهاي) را بر گیاه آویشن بررسی کرده و مشاهده نمودند که بالاترین مقدار (درصد) و عملکرد اسانس در شرایط %70 ظرفیت مزرعهاي بدست آمد و بین رژیمهاي رطوبتی %90 و %50
اختلاف معنیداري از این نظر وجود نداشت. با اعمال چنین کنترلی بر روي وضعیت فیزیکی DNA پرولین میتواند همانندسازي DNA و نسخهبرداري از آن را آسان نموده و بنابراین اثر قابلملاحظهاي بر زنده ماندن ارگانیسمها تحت شرایط تنش داشته باشد. Fatima و همکاران (2000) اثر
تنش خشکی را بر گیاه
بررسی کرده و دریافتند که بهرغم افزایش معنیدار پرولین
انباشت این اسیدآمینه آن قدر پایین بود که نمیتواند نقشی را در سازگاري این گیاه به تنش آبی بازي کند.
Bajji و همکاران (2001) افزایش غلظت پرولین را در اثر کمبود آب در سه رقم گندم دوروم گزارش کردند. به نظر میرسد که تجمع پرولین آزاد یک پاسخ متداول به تنش در گیاهان عالی باشد. البته اسیدهاي آمینه دیگري نیز تحت تنشهاي خشکی و شوري انباشته میشوند،اما درجه تغییرات آنها با تجمع پرولین که ظرف مدت کوتاهی پس از اعمال تنش به سطوح خیلی بالا میرسد قابل مقایسه نیست .(Gzik, 1996)
گزارشهاي متعددي مبنی بر وجود همبستگی مثبت بین انباشت پرولین و سازش به شرایط تنش اسمزي در گیاهان وجود دارد
Kuznetsov & Shevyakova, 1999)؛ Bohenert & Shen,
Kuznetsov .(1999 و (1999) Shevyakova نقش مهم
پرولین را در گیاهان قرار گرفته در معرض تنشهاي آبی و شوري مورد تأکید قرار دادهاند. با کاهش پتانسیل آب میزان
پرولین به صورت معنیداري افزایش یافت که مشابه نتایج
Lazcano-ferrat و (1999) Lovatt در لوبیاست. Lazcano-
ferrat و (1999) Lovatt با تحقیق روي گیاه سویا نیز سنتز پرولین در برگها و گرهکهاي این گیاه در اثر افزایش تنش را مشاهده نمودند.
بهطور کلی اثر تنش آب تنها به رشد و عملکرد اسانس محدود نمیشود، بلکه بر کیفیت اسانس نیز تأثیر میگذارد.
در جعفري 8،3،-1 پی منتاترینس که از ترکیبهاي اصلی است تحت تأثیر تنش خشکی، کیفیت اسانس را کاهش داد.
اگرچه این کاهش بهوسیله سایر ترکیبهاي مهم مانند میریستیکان جبران شد .(Simon & Quinn, 1988)اما در رابطه با پاسخهاي گیاه آویشن به شرایط مختلف محیطی اطلاعات کمی در دسترس است، بنابراین پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر تنش خشکی بر خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه آویشن انجام شد.
مواد و روشها
این آزمایش در مرکز تحقیقات خاك و آب شهرستان سنندج با طول جغرافیایی 46 درجه و 59/59 دقیقه شرقی، عرض جغرافیایی 35 درجه و 17/43دقیقه شمالی و 1525
متر ارتفاع از سطح دریا در طی بهار و تابستان سال 1385
انجام شد. اندازهگیري پرولین و درصد تیمول نیز در آزمایشگاه گروه دامپروري دانشکده کشاورزي دانشگاه تربیت مدرس و آزمایشگاه خاكشناسی مرکز تحقیقات کشاورزي و منابع طبیعی استان کردستان انجام شد. نشاءها از پژوهشکده گیاهان دارویی جهاد دانشگاهی تهیه شد.
242 اثر تنش خشکی بر صفات مورفولوژیک…
این تحقیق به صورت یک آزمایش گلدانی در سال
1385 در قالب طرح بلوك کامل تصادفی، با چهار تیمار و چهار تکرار اجرا شد. تیمارهاي آبیاري مورد استفاده جهت اعمال تنش آبی عبارتند از:
:I1 شرایط %100 ظرفیت مزرعهاي (شاهد یا بدون تنش) :I2 شرایط %85 ظرفیت مزرعهاي (تنش ملایم)
:I3 شرایط %70 ظرفیت مزرعهاي (تنش متوسط) :I4 شرایط %55 ظرفیت مزرعهاي (تنش شدید)
هر واحد آزمایشی از چهار گلدان تشکیل شده بود که در هر گلدان 4 نشاء کاشته شد. براي در اختیار داشتن تعداد بیشتري بوته در هر تیمار، دو گلدان براي هر تیمار در هر تکرار در نظر گرفته شد. بنابراین در هر بلوك آزمایشی هشت گلدان وجود داشت. گلدانهاي مورد استفاده از نوع پلاستیکی با قطر دهانه 30 سانتیمتر و ارتفاع 25 سانتیمتر بود.
پس ازپر کردن گلدانها بـا خـاك جهـت تعیـین میـزان رطوبت، نمونههایی از این خاك در داخل آون 100) درجـه سانتیگراد به مدت 48 ساعت) قرار داده شد تا خشک شود و بدین وسیله وزن خاك خشک گلدانها نیز مشخص شـد.
پس از نشاءکاري، گلدانها به مقدار مساوي آبیاري شدند تـا نشاءها در محل جدید مـستقر گردنـد. زمـان اعمـال تیمـار آبیاري پس از استقرار نشاءها (دو هفته پـس از نـشاءکاري)
تا زمان تشکیل بذر بود. براي اعمال سطوح تنش خـشکی از روش انعکــاسســنجی زمــانی و دســتگاه Time-) TDR
(Domain Reflectometry، (TIMER , IMKO) اســتفاده
شد. دستگاه TDR مورد استفاده در آزمایـشها از نـوع تـرایم
(TRIME) ســاخت شــرکت ایمکــو (IMKO) آلمــان بــود.
ویژگی منحصر به فرد ایـن دسـتگاه حـساسهي متحـرك آن
است که اندازهگیري رطوبت در لایههاي 20 سانتیمتـري را در اعماق مختلف خاك امکانپذیر میسازد. طـول منطقـهاي که حساسهي دستگاه امواج را ارسال میکنـد 20 سـانتیمتـر است. امواج تولیـد شـده توسـط دسـتگاه در محـدوهاي در نیمرخ خاك منتشر مـیشـود. عـدد بدسـت آمـده بـهعنـوان رطوبت خاك ثبت میگردد.
بعد از پایان تنش، صفات مرفولوژیک نظیر ارتفاع بوته، تعداد ساقههاي جانبی، وزن تر و خشک اندام رویشی اندازهگیري شد. برداشت بوتهها به منظور استخراج و اندازهگیري اسانس در پایان مرحله گلدهی کامل انجام شد.
همچنین ریشه گیاه را بعد از قطع قسمت هوایی از گلدانها بیرون آورده، شسته و عاري از خاك نموده و وزن تر و خشک، طول و حجم آن اندازهگیري شد. به منظور بررسی اثر تنشهاي خشکی بر برخی خصوصیات رویشی گیاه آویشن در مرحله گلدهی کامل، از هر واحد آزمایشی تعدادي بوته بهطور تصادفی انتخاب و بوتههاي موجود در آن به همراه ریشه از خاك خارج شدند. براي اندازهگیري پرولین از روش Bates و
همکاران (1973) استفاده شد. غلظت پرولین نمونهها با استفاده از اسپکتروفتومتر و به کمک غلظتهاي مشخص پرولین خالص در منحنی استاندارد بهعنوان شاهد در طول موج 520
نانومتر بر حسب میکروگرم بر میکرومول محاسبه گردید. براي تهیه استانداردهاي پرولین با استفاده از پرولین خالص و براساس وزن مولکولی آن 0/011513 گرم پرولین خالص را در
10 میلیلیتر آب مقطر حل کرده و بدین صورت یک محلول
100 پیپیام بهعنوان محلول مادر تهیه شد. از این محلول غلظتهاي مختلف پرولین خالص تهیه و از هر کدام 2
میلیلیتر برداشته و قرائت شد. براي استخراج و اندازهگیري
فصلنامه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، جلد 26، شماره 2 243
اسانس، بوتهها در مرحله گلدهی کامل، از 1/5 سانتیمتري بالاي سطح خاك قطع و برداشت گردیدند. بوتههاي برداشت شده در دماي اتاق 25) درجه سانتیگراد) و در سایه به مدت چهار هفته خشک شدند. سپس 10 گرم ماده خشک گیاهی به روش تقطیر با آب به مدت 2/5 ساعت مورد اسانسگیري قرار گرفت .(Charles & Simon, 1990) قبل از انجام اسانسگیري، میزان رطوبت هر نمونه با قرار دادن آن در آون 105)درجه سانتیگراد) به مدت سه ساعت اندازهگیري شد. میزان تیمول توسط دستگاه کروماتوگرافی گازي تعیین شد.
مشخصات دستگاه کروماتوگرافی گازي
نوع ستون Pack OV %3 (فاز ثابت) و طول ستون 0/5
تا 2 متر بود. دماي ستون از 60 تا 160 درجه سانتیگراد با سرعت افزایش دما به میزان 8 درجه در دقیقه بود که 5
دقیقه در 160 درجه سانتیگراد نگهداري شد. دماي محل تزریق 250 درجه سانتیگراد و نوع دتکتور FID بود. حجم تزریق 0/1 میکرولیتر و گاز حامل ازت بود.
براي تهیه استاندارد از تیمول خالص آلدریچ استفاده شد.
از اسانس نمونههاي رقیق شده با اتانول %96 تهیه و 2
میکرولیتر به دستگاه تزریق شد و از روي مانیتور سطح زیر پیک مربوط به تیمول قرائت گردید و در معادله رگرسیون حاصل از استاندارد درصد تیمول مشخص شد.
تجزیه و تحلیل دادهها پس از نمونهبرداري و اندازهگیري صفات ذکر شده، توسط نرمافزار SAS 9 انجام شد. مقایسه میانگین نیز به روش آزمون چند دامنهاي دانکن (P≤0/05)
انجام شد. همچنین رسم نمودارها و جدولها توسط نرمافزارهاي Excel انجام شد.
نتایج
ارتفاع بوته
نتایج تجزیه واریانس نشان میدهد که تنش خشکی اثر معنیداري بر ارتفاع گیاه داشته است (P≤0/01) (جدول .(1
مقایسه میانگینها نشان داد که از نظر ارتفاع بوته بین همه تیمارها بجز تیمار تنش ملایم و متوسط اختلاف معنیداري وجود داشت. با کاهش میزان آبیاري (افزایش سطح تنش) قد گیاه کوتاه شد بهطوري که بیشترین ارتفاع 24/88) سانتیمتر)
در تیمار شاهد (بدون تنش) و کمترین آن 18/88) سانتیمتر)
در تنش شدید مشاهده گردید (جدول .(2
