بخشی از مقاله
چکیده
این آزمایش به منظور ارزیابی تأثیر محلول پاشی عناصر آهن و منیزیم بر برخی خصوصیات مرفولوژیک گیاه زراعی گندم در دانشکده کشاورزي دانشگاه ایلام در قالب طرح فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار و در شرایط آزمایشگاهی اجرا شد. فاکتور اول شامل دو رقم گندم - چمران و یاورسی - و فاکتور دوم هفت سطح تیمار محلولپاشی نانو ذره آهن - غلظت هاي 100، 300 و 500پی پی ام - ، منیزیم - غلظت هاي100، 300 و 500 پیپیام - و تیمار شاهد - بدون محلول پاشی - در نظر گرفته شد. درصد جوانه زنی، طول ریشهچه و گیاهچه، تعداد ریشه هاي بذري، وزن خشک اندام هاي هوایی و ریشه از جمله صفات مورفولوژیکی بودند که مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بررسی نشان داد که همه ي صفات ذکر شده جز تعداد ریشه هاي بذري و وزن خشک اندام هاي هوایی 7 - روز پس از کاشت - تحت تأثیر رقم قرار گرفتند. اثر متقابل ترکیب تیماري رقم و نانو مواد در تجمع ماده ي خشک اندام هاي هوایی معنی دار بود. با وجود تأثیر معنی دار رقم بر اکثر صفات مورد بررسی، تحت شرایط تنش گرما تأثیر ترکیبات نانو مواد بر تحمل تنش معنی دارتر بود.
-1مقدمه
عوامل تنش زا اغلب با تغییر فرآیند هاي فیزیولوژیک گیاهی باعث ایجاد صدمه و کاهش عملکرد در گیاه می شوند. تأثیر عوامل تنش زا بر فرآیند هاي فیزیولوژیک در یک گونه گیاهی باتوجه به اینکه گیاه در مراحل مختلف رشد نسبت به عوامل حساسیت هاي متفاوتی نشان دهد همواره ثابت نیست - کافی و مهدوي دامغانی، . - 1381 تنش گرما یکی از انواع تنش هاي غیر زنده بوده که تابع پیچیده اي از شدت - درجه دما - ، طول دوره و میزان افزایش دما می باشد. وسعت وقوع این تنش در نواحی آب و هوایی مختلف، به احتمال وقوع افزایش دماي شبانه یا روزانه بستگی دارد. به عبارت دیگر تنش گرما اغلب به عنوان افزایش درجه حرارت ف راتر از سطح آستانه گیاه براي یک دوره زمانی کافی که سبب خسارت جبران ناپذیر به رشد و نمو گیاه شده، بیان می گردد. بر اساس آمارها %23 کره زمین میانگین دماي بیش از 40 درجه سانتیگراد را تجربه می کنند. تنش خشکی %17، تنش شوري %20، تنش دماي پایین %15، تنش درجه حرات بالا - گرما - %40 و سایر عوامل دیگر %8 باعث کاهش عملکرد می گردند - قاسمی، . - 1391 گیاه استراتژیک گندم بعد از ذرت و برنج، با تولید سالانه بیش از 600 میلیون تن به عنوان یک منبع مهم و با ارزش کربوهیدارتی براي میلیون ها انسان در سراسر دنیا می باشد - آسنگ و همکاران، . - 2011 در سطح دنیا، گندم در محدوده ي وسیعی کشت می شود که چیزي در حدود 7 میلیون هکتار از این اراضی در نواحی نیمه حاره اي قرار داشته که با تنش گرمایی مواجه هستند - امیدي و همکاران، . - 1392 غلبه بر کمبود غذا از طریق خود اتکایی و کشاورزي پایدار هدفی جهانی است . به منظور تحقق این هدف ضرورت دارد که بهره وري زمین زیر کشت افزایش یابد و امکان استفاده از اراضی خشکی که به واسطه کمبود آب رها شده اند فراهم گردد. فناوري نانو از جمله علومی است که میتوان در امر تولید مواد غذایی از آن بهره برد - کوچکی و خواجهحسینی، . - 1387 استفاده از نانو تکنولوژي سبب گسترش و پیشرفت در تحقیقات کشاورزي از جمله در تکنولوژي بذر، کاهش اتلاف انرژي مواد غذایی و علوم گیاهپزشکی - پیشگیري بیماريها و درمان گیاهان با نانوذرات - شده است - کارمن و همکاران، . - 2003 از راههاي افزایش درصد، سرعت و یکنواختی جوانه زنی بذر و سبز شدن گیاهچه جوانه زنی در شرایط نامطلوب محیطی و در دامنه وسیعی از درجه حرارت استفاده از تکنیک پرایمینگ می باشد. پرایمینگ شامل خیساندن بذر در آب، محلول هاي اسمزي داراي پتانسیل ماتریک، تنظیم کننده هاي رشد، ریز مغذي ها است. از طرفی چون بذرهاي تیمار شده داراي مقاومت بالایی نسبت به پسابیدگی هستند، پرایمینگ بذر می تواند سبب بهبود کمیت و کیفیت محصول بخصوص در شرایط تنش خشکی شود - آقانی و همکاران، . - 1393 هنگامی که جذب مواد غذایی از راه ریشه محدود میگردد، محلول پاشی برگی انجام میشود. رایجترین املاحی که براي محلولپاشی برگی به کار میروند، سولفاتهاي آهن، منگنز، مس، منیزیم و بورات میباشند. براساس تحقیقات بعمل آمده محلول پاشی عناصر میکروي مختلف در گندم نسبت به مصرف خاکی آن سبب کارایی یا سودمندي بیشتر و رفع کمبود عناصر میکرو در لایههاي زیرین خاك شده است - تورن و همکاران، . - 2001 آهن در گیاهان موجب فعال شدن آنزیمهایی میشود که در سنتز RNA دخالت دارد و سبب افزایش کارایی فرآیند فتوسنتز میشود. این عنصر اصلی آنزیمهاي کاتالاز، سیتوکروم اکسیداز و پراکسیداز میباشد و کمبود آن باعث کاهش آنزیمهاي پورفیرین میشود - ملکوتی و طهرانی، . - 2005 آهن عنصري ضروري براي بسیاري از فرآیندها بوده و حمل کنندههاي الکترون در سیستم فتوسنتز و کوفاکتورهاي آنزیمی میباشد - کیا و همکاران، . - 2005 آهن موجود در خاك براي رشد و نمو گیاهان ضروري است، از طرفی با افزایش غلظت این عنصر از طریق افزایش رادیکالهاي آزاد اکسیژن و ایجاد تنش اکسیداتیو سبب بازدارندگی رشد و ایجاد علائم سمیت در گیاهان میشود - الوارزا و همکاران، . - 2002 منیزیم در بسیاري از فرآیندهاي فیزیولوژیک و بیولوژیک در طی رشد و گسترش گیاهان دخالت دارد. وجود منیزیم در فعالیت ATPase، ریبولوز بی فسفات کربوکسیلاز، RNA پلیمراز، پروتئین کیناز و فسفاتاز، ضروري میباشد - شائول، . - 2002 به نظر می رسد نانو ذرات آهن بدلیل حلالیت بیشتر، جذب بهتر و اثرات تخریبی کمتر در رنگ مواد غذایی بمنظور غنی سازي مواد غذایی مناسب تر باشند. نانو ذرات اکسید آهن درصد جذب و پایداري خوبی دارند، با این حال براي افزایش پایداري میتوان آنها را در کنار عناصر منیزیم یا کلسیم. بدلیل تاثیري که در حفظ ویژگیهاي طعم مواد غذایی دارند استفاده کرد - چا و چینان، . - 2004 با توجه به مطالب گفته شده هدف از این آزمایش بررسی واکنش برخی ارقام گندم به استفاده از ترکیبات نانو آهن و منیزیم و تاثیر این مواد بر افزایش تحمل تنش گرمایی توسط گندم است.
-2مواد و روشها
-2-1اطلاعات طرح آزمایشی
جهت بررسی تأثیر محلول پاشی نانو مواد آهن و منیزیم بر برخی خصوصیات مورفولوژیک گندم آزمایشی درقالب طرح فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در آزمایشگاه گروه زراعت دانشگاه ایلام اجرا شد. فاکتور اول آزمایش شامل دو رقم گندم - چمران - نان - و یاواروس - دوروم - - و فاکتور دوم هفت سطح تیماري محلول پاشی نانو کود آهن - غلظت هاي100، 300 و 500 پیپیام - و منیزیم - غلظت هاي100، 300 و 500 پیپیام - و شاهد - بدون محلول پاشی - در نظر گرفته شد.
-2-2اعمال تیمارها
تیمارهاي محلولپاشی اکسید آهن و اکسید منیزیم با غلظتهاي مورد نظر طی دو مرحله انجام گرفت. در ابتدا بذرو با محلول هیپوکلراید سدیم %2 ضدعفونی، سپس دو مرتبه با آب مقطر شستشو و خشک شدند. پس از آن جهت کشت بذور از پتریدیش استریل شده استفاده و بر روي هر کاغذ صافی داخل پتریدیش 20 عدد بذر قرار گرفت. در تاریخ 23 اردیبهشت 94 از محلولهاي آماده شده نانو آهن و منیزیم به میزان 10 میلی لیتر به بذور داخل هر پتریدیش اضافه گردید. جهت اطمینان از اثربخشی تیمارهاي محلولی در تاریخ 27 اردیبهشت 94 محلول پاشی دوم بر روي گیاهچههاي سبز شده صورت گرفت.
-2-3نمونه برداري و بررسی صفات زراعی، مورفولوژیک
4 روز پس از اضافه کردن محلول هاي نانو آهن و منیزیم به پتریدیش ها، صفات تعداد بذور جوانه زده، تعداد و طول ریشهچه و طول گیاهچهها محاسبه گردید. نمونه برداري هاي اولیه جهت اندازه گیري وزن خشک گیاهچه ها 7 و 14روز پس از کاشت بذور در پتریدیش انجام شد. بوته هاي نمونهگیري شده به مدت 48 ساعت در دماي 70 درجه سانتیگراد در آون قرار گرفتند. نمونه برداري سوم در 24 روز پس از کاشت و پس از اعمال تنش گرمایی محاسبه گردید. تنش دمایی تحت شرایط 12 - ساعت نور به همراه دماي 40 درجه سانتیگراد و 12 ساعت تاریکی به همراه دماي 20 درجه سانتیگراد - در داخل انکوباتور اعمال گردید. یک روز بعد از اعمال تنش دمایی، گلدان ها به شرایط دماي معمولی آزمایشگاه منتقل و سایر صفات مورد نظر مورد بررسی قرار گرفتند.
-2-4تجزیه و تحلیل آماري
داده هاي حاصل از این آزمایش ابتدا وارد نرم افزار Excel شده پس از آزمون نرمال بودن داده ها و خطاهاي آزمایشی با استفاده از نرم افزار آماري SAS نسخه .9/1/3و رویه GLM تجزیه واریانس شده و مقایسات میانگین نیز با استفاده از همین نرم افزار و آزمون LSD انجام شد. گراف ها با استفاده از نرم افزار Excel نسخه 2007 و پس از بدست آوردن میانگین ها و خطا هاي استاندارد - Standard Error - رسم شدند.
جدول-1 میانگین مربعات برخی صفات مرفولوژیک تحت تاثیر محلولپاشی آهن و منیزیم
