بخشی از مقاله
چکیده
ذرت یکیاز محصولات راهبردي بوده و بعد از گندم و برنج سومین غله مهم جهان محسوب میشود. در بسیاري از مناطق جهان شوري یک مشکل اساسی و عامل محدود کننده رشد، کیفیت و عملکرد گیاهان زراعی است که گیاه ذرت نیز ازاین قاعده مستثنی نیست.
بدین منظور براي تعیین میزان تأثیر تنش شوري بر گیاه ذرت هیبرید SC704 آزمایشی در قالب طرحبلوكهاي کامل تصادفی در سه تکرار با اعمال تنش 200 میلیمولار نمک کلرید سدیم بههمراه شاهد در گلخانه دانشکده کشاورزي دانشگاه تبریز در دي ماه سال 95 انجام شد. صفات طول ریشه، ارتفاع بوته، وزن تر بخشهوایی و ریشه، وزن خشک بخشهوایی و ریشه، حجم ریشه، رطوبت نسبی آب، نشت یونی، کلروفیل a و b، آنتوسیانین، کاروتنوئید و شاخص کلروفیل - SPAD - اندازهگیري شد.
نتایج نشان داد که ذرت هیبرید SC704 از نظر ارتفاع بوته، وزن خشک بخش هوایی و ریشه، حجم ریشه، رطوبت نسبی آب، نشت یونی، سطح برگ و شاخص کلروفیل بهطور معنیدار تحت تنش شوري قرار گرفته است - P<0.05 - و تنش بر صفات طول ریشه، وزن تر بخش هوایی و ریشه، کلروفیل a وb، آنتوسیانین، کاروتنوئید اثر
معنیدار نداشت. با توجه به میانگین تنش باعث کاهش ارزش صفات ارتفاع بوته، وزن خشک بخش هوایی و ریشه، حجم ریشه، رطوبت نسبی آب و سطح برگ شده بود و در صفات نشت یونی و شاخص کلروفیل اثر افزاینده داشت. در بین صفات اندازهگیري شده، نشت یونی همبستگی منفی با میزان وزن خشک ریشه و بخش هوایی در شرایط تنش شوري داشت.
مقدمه
ذرت - zea mays L . - یکیاز گیاهان با ارزش است که تنوع، سازگاري بالا و ارزش غذایی فراوان آن را در ردیف مهمترین گیاهان زراعی جهان قرار داده است. این محصول با توجه به دوره رویشی کوتاه، تولید بالاي ماده خشک و عملکرد بالا نسبت به دیگر محصولات، مهمترین محصول زراعی بعد از گندم و برنج در کشور است. شوري در بسیاري از مناطق جهان یک مشکل اساسی و عامل محدودکننده رشد، کیفیت و عملکرد گیاهان زراعی است.
استفاده بهینه از منابع آب و خاك در قالب طرحهاي بهزراعی و بهبود صفت تحمل به شوري در قالب طرحهاي بهنژادي، دو راهکار اساسی جهت افزایش تولید در زمینهاي شور میباشد. صفت تحمل به شوري در گیاهان پدیده پیچیدهاي است که از جنبههاي مختلف فیزیولوژیکی و مولکولی قابل بحث و بررسی است. یکیاز اثرات اولیه تنش شوري کاهش مقدار آب بافتهاي گیاهی میباشد. بهعبارتی، شوري میزان انرژي لازم براي حفظ حالت طبیعی سلول را افزایش داده و در نتیجه انرژي کمتري براي نیازهاي رشدي باقی میماند.
تنش شوري با افزایش غلظت سدیم، سبب توقف تبادلات گازي برگ و فعالیت فتوشیمیایی PSII و در نتیجه توقف رشد و توسعه گیاه میگردد. کشور ایران ازنظر اقلیمی در منطقه خشک و نیمه خشک دنیا قرار دارد، ازاین رو شوري خاك و آب آبیاري یکیاز مشکلات عمده پیش روي زراعت کشور است. شوري آب و خاك آبیاري سبب بروز تغییرات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی متعددي در گیاهان میشود، ضمن اینکه تحمل به شوري در گیاهان نیز خصوصیتی ثابت نبوده و ممکن است در مراحل مختلف رشد هر گونه، متفاوت باشد. شوري خاك هنگامی براي محصول زراعی مشکل ایجاد میکند که غلظت نمکهاي محلول خاك در ناحیه ریشه تا حدي بالا باشد که مانعاز رشد بهینه گیاه شود.
بهطور کلی وجود املاح زیاد در خاك یا آب آبیاري، گیاه را با تنش شوري مواجه میسازد، تنش شوري صرفنظر از شور شدن خاك، به دلیل یون سدیم - Na+ - بهعنوان نمک غالب در خاك بروز میکند. با توجه به مشاهدات - 5 - خاموشیهاي فتوشیمیایی و غیرفتوشیمیایی فلورسانس کلروفیل در برگها از حساسترین ویژگیهاي دستگاه فتوسنتزي میباشد که تحت تنش شوري در گیاه ذرت دچار تغییر شدهاند. یکیاز بارزترین اثرات کاهش رشد گیاه کاهش سطح برگ در اثر افزایش شوري است.
بنابراین حتی در صورتی که میزان فتوسنتز در واحد سطح برگ تغییر نکند میزان رشد به دلیل کاهش میزان فتوسنتز در کل گیاه کاهش خواهد یافت. کده و ملک - 2 - با آزمایشی مبنیبر تاثیر سطوح مختلف شوري در مراحل مختلف رشد ذرت اعلام نمودند که مقاوت ذرت با رشد گیاه افزایش مییابد. بهعلاوه اثر سمی یونهاي کلرورسدیم در مقابل یونهاي MgCl2 و CaCl2 در فشار اسمزي مساوي، کاهش بیشتري از محصول را موجب میشود.
مواد و روشها
این پژوهش در گلخانه تحقیقاتی گروه بهنژادي و بیوتکنولوژي دانشکده کشاورزي دانشگاه تبریز انجام گرفت. آزمایش در دي ماه 1395 با ضد عفونی گلدانها و آمادهسازي گلخانه، تهیه بذور لاین مورد نظراز بخش تحقیقات شرکت بذر و نهال کرج، کشت بذر ضدعفدنی شده به روش پینروزوگیلیک، ضدعفونی پرلیتها با اتوکلاو و انتقال نشاءها به گلدانها آغاز شد.
آزمایش به صورت طرح بلوكهاي کامل تصادفی در سه تکرار در سیستم هیدروپونیک انجام شد. محلول غذایی مورد استفاده هوگلند بود و محلولهاي غذایی مورد استفاده از نظر pH به طور منظم کنترل و سعی می شد در محدوده هفت ثابت نگه داشته شود. براي تنظیم pH محلول غذایی از اسید کلریدریک 0/1 نرمال استفاده شد. زمانی که بوتهها داراي 3 تا 4 برگ بودند
تنش شوري 200 - میلیمولار نمک کلرید سدیم - طی 3 مرحله بهمیزان 50 ، 100، 200 میلیمولار نمک کلرید سدیم اعمال شد. تنش به مدت 21 روز اعمال و صفاتی مانند طول ریشه، ارتفاع بخش هوایی ، وزن تر و خشک بخش هوایی، وزن تر و خشک ریشه، وزن تر و خشک ریشه ، حجم ریشه ، سطح برگ، رطوبت نسبی آب، نشت یونی، کلروفیل a وb، آنتوسیانین، کاروتنوئید، شاخص کلروفیل، اندازهگیري شد. دادههاي بدست آمده با استفاده از نرمافزار SPSS مورد آنالیز آماري قرار گرفت. مقدار رنگدانهها به روش سیمز و گامون محاسبه شد.
نتایج و بحث
نتایج حاصلاز تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اثر تنش شوري براي صفات ارتفاع بخش هوایی، وزن خشک بخش هوایی، وزن خشک ریشه، حجم ریشه، رطوبت نسبی آب، نشت یونی و شاخصکلروفیل - SPAD - در سطح پنج درصد و شاخص سطح برگ در سطح یک درصد معنیدار است و اثر تنش شوري براي صفات طول ریشه، وزن تر بخش هوایی و ریشه، کلروفیل a وb، آنتوسیانین، کاروتنوئید معنیدار نبود.
بر اساس مقایسه میانگین - جدول - 1 در صفات ارتفاع بخش هوایی، وزن خشک بخش هوایی، وزن خشک ریشه، حجم ریشه و رطوبت نسبی آب بیشترین مقدار کاهش تحت تنش اتفاق افتاد و شاخص کلروفیل در حالت تنش نسبت به شاهد افزایش یافته بود. به منظور بررسی ارتباط کلیه صفات اندازهگیري شده و مقایسه آنها در شرایط تنش و بدون تنش، ضرایب همبستگی بین صفات برآورد شد. در شرایط بدون تنش صفات رطوبت نسبی آب، سطح برگ همبستگی مثبت ومعنیدار با وزن خشک بخش هوایی و ریشه داشتند.
ضریب همبستگی بین صفات اندازهگیري شده در شرایط تنش شوري نشان داد که همه صفات با وزن خشک بخش هوایی و ریشه همبستگی مثبت ولی نشت یونی همبستگی منفی و معنیدار داشت. پسرك لی - 5 - اثر شوري بر وزن خشک، جذب آب و میزان نیتروژن موجود در برگ ذرت در اثر اعمال تنش شوري را مورد مطاله قرار داد و نتیجه گرفت که تنش شوري در هر سطحی، توسعه ریشه، تولید ماده خشک و رشد جوانه ذرت را در سطح معنیداري کاهش میدهد و میزان کاهش با افزایش شوري بیشتر میشود.
عامل شوري با افزایش غلظت محلول خاك و فشار اسمزي در خاك اطراف ریشه، پدیده جذب آب توسط ریشه را دچار اشکال نموده و ازاین راه بر فرآیند فتوسنتز تأثیر گذاشته، تولید مواد حاصلهاز فتوسنتز را کاهش و در نتیجه سطح برگ گیاه کاهش می یابد. کاهش زیستتوده تولیدي، کمشدن کارایی فتوسنتز و تغییر در میزان تورم برگ از اثرات اولیه شوري در گیاهان است
. - 3 - عبید و همکاران - 1 - در رابطه با تاثیر تنش شوري روي گیاه بیان کردند که شوري ناشی از کلرورسدیم در ذرت باعث کاهش میزان رشد نسبی و بهدنبال آن کاهش ماده خشک گیاه میگردد. مهمترین اثر تنش شوري بر گیاهان زراعی توقف رشد آنهاست، کاهش سطح برگ سریعترین پاسخ گیاه به شوري است و با افزایش سطح شوري، توسعه برگها متوقف میگردد.
بر اثر تنش شوري، بهدنبال کاهش سطح برگ، میزان جذب نور و ظرفیت کل فتوسنتز کاهش مییابد که این امر سبب کاهش تامین فرآوردههاي فتوسنتزي لازم براي رشد برگ میگردد در نتیجه، تولید برگهاي جدید با مشکل مواجه شده و نشانه هاي سوختگی در برگهاي بالغ مشاهده میشود. رشد ریشه در مقایسه با رشد بخش هوایی کمتر تحت تاثیر شوري میباشد. ولی ممکن است شوري موجب تغییرات مورفولوژیک و آناتومیک در ریشه تعدادياز گونهها شود.
جدول -1 میانگین صفات مورد مطالعه در ذرت هیبرید SC704 تحت تنش شوري
