بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی تأثیر سیلیکون و نانو سیلیکون بر میزان کلروفیل و کاروتنوئید نهالهای بلوط دارمازو Quercus - - infectoria آزمایشی در دانشکده منابع طبیعی دانشگاه ارومیه در قالب طرح کاملأ تصادفی در3 تکرار اجرا شد. ابتدا نهالها به مدت یک ماه با تیمارهای سیلیکون در 3 سطح 50 - ، 100 و 150 میلی گرم در لیتر - ، نانو سیلیکون در 3 سطح 50 - ، 100 و 150 میلی گرم در لیتر - ، و تیمار کنترل آبیاری شدند سپس به مدت 21 روز تحت تنش خشکی - صفر، 50 و 100 ظرفیت زراعی - قرار گرفتند، نتایج آزمایش نشان داد که سطوح تنش بر میزان کلروفیل و کاروتنوئید تاثیر معنیدار داشته است. بیشترین مقدار کلروفیل a، کلروفیلb، کلروفیل کل و کاروتنوئید مربوط به تیمار شاهد - بدون اعمال سیلیکون و نانو سیلیکون - بوده است که البته این اختلاف معنیدار نبوده است. و مقدار کلروفیل a و کلروفیل کل در سطوح مختلف محلولپاشی با سیلیکون و نانو سیلیکون اختلاف معنیداری را در سطح 5 درصد نشان دادند و بیشترین مقدار مربوط به محلولپاشی با سطح 150 میلیگرم در لیتر بوده است.
واژگان کلیدی: بلوط دارمازو، تنش خشکی، سیلیکون، کاروتنوئید، کلروفیل، نانو سیلیکون.
مقدمه
دومین عنصر معدنی پس از اکسیژن در خاک سیلیکون است که تقریبأ 31 پوسته زمین را اشغال کرده است . - Epstein,1991 - اگرچه سیلیکون عنصر ضروری برای اکثر گیاهان محسوب نمیشود ولی اثرات سودمندی بر رشد گیاه دارد. علی رغم اینکه سیلیکون نقشهای مهمی را در گیاهان بازی میکند و جهتگیری برگها را در مقابل آفتاب و به تبع آن فتوسنتز را افزایش میدهد . - Epstein and Bloom, 2005 - ولی درباره نقش سیلیکون در بیولوژی گیاه هنوز اطلاعات زیادی به دست نیامده است. - Jamil - etal., 2007 بر اساس تحقیق اپستین و بلوم - 2005 - ، سیلیکون کیفیت الیاف گیاهی را بالا برده و بر جذب و انتقال چندین عنصر معدنی مؤثر است و فعالیتهای بسیاری را در زندگی گیاه بر عهده دارد . سیلیکون مقاومت گیاهان را در مقابل تنشهای زیستی و غیر زیستی مانند خشکی، شوری، دما، فلزات سنگین، آفات و امراض افزایش داده و همچنین کیفیت و کمیت محصولات را نیز بالا میبرد . - Richmond and Sussman, 2003 -
امروزه فناوری نانو، کاربردهای بالقوه نوظهور و تازهای در زمینه علوم زیستی ایجاد کرده و نانو تکنولوژی به عنوان یک علم بین رشتهای کاربرد وسیعی در بخشهای مختلف کشاورزی از جمله افزایش تولیدات زراعی، کم کردن مصرف سموم و کودها، افزایش مدت نگهداری محصول دارد. نتایج آزمایشات گذشته نشان میدهد که نانو ذرات میتوانند اثرات مثبت و منفی در رشد و نمو گیاهان داشته باشند. پاسخ گیاهان به نانو ذرات بر حسب نوع گونه، مرحله رویشی و ماهیت نانو ذرات متفاوت میباشد . - al ., 2010 Nair et - به هر حال در زمینههای منابع طبیعی و کشاورزی استفاده از نانو ذرات کار بسیار جدیدی است و نیاز به تحقیقات بیشتری دارد و عملکرد نانو ذرات در سطح مولکولی در سیستمهای بیولوژیکی تا حد زیادی ناشناخته مانده است. همچنین درک کامل از نقش نانو ذرات مهندسی در فیزیولوژی گیاهی در سطح مولکولی هنوز کامل نیست . - Siddiqui and Al-Whaibi, 2013 - مطالعات نشان داده که استفاده از نانوذرات در افزایش تولید بذر ، رشد و نمو گیاه، افزایش مقاومت گیاه در مقابل بیماری و آفات دارای پتانسیل بالایی است . - Khot et al., 2012 -
تنشهای محیطی مهمترین عوامل کاهش دهنده محصولات کشاورزی در سطح جهان هستند. تنش خشکی علت اصلی کاهش رشد گیاهان و عملکرد آنها در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب میشود که موجب تحریک گیاه و یکسری پاسخهای دفاعی در سطوح مختلف مولکولی، سلولی، فیزیولوژیکی و رشدی میگردد . - Sharma and Dubey, 2005 - همچنین خشکی از مهمترین عوامل تنشزای غیرزیستی مؤثر بر فرآیندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی است - Rao, 2008 - و عاملی محدود کننده برای زندگی گیاهان در اکوسیستمهای مدیترانهای محسوب میشود . - Karmer and Koslovski, 1979 -
جنگلهای زاگرس با مساحت 5 میلیون هکتار، 40 درصد از کل جنگلهای ایران را به خود اختصاص دادهاند و بیشترین تأثیر را در تأمین آب، حفظ خاک، تعدیل آب و هوا و تعادل اقتصادی- اجتماعی در کل کشور دارند - طالبی و همکاران، . - 2006 بنابراین حفاظت، احیا و توسعهی گونههای بومی مانند بلوط که حدود 60 درصد از تیپ خالص این جنگلها را تشکیل میدهد، همواره باید مورد توجه قرار گیرد - جزیرهای و ابراهیمی رستاقی، 2003 و میرزایی و همکاران، . - 2007
جزیرهای و ابراهیمی رستاقی - 1382 - ، سازند جنگلی بلوط را مهمترین و گستردهترین سازند جنگلی، جنگلهای زاگرس دانسته و این جنگلها را در زمره جنگلهای خشکیگرا معرفی کردهاند. در سلسله کوههای زاگرس که بیشترین حضور گونههای بلوط در آن قرار گرفته است از میان گونههای بلوط موجود، گونه دارمازو - Quercus infectoria - ، به دلیل تولید محصولات فرع ی - گالهای مختلف و گز علفی - ، یکی از گونه های با ارزش بوده که در استانهای آذربایجانغربی، کردستان، کرمانشاه، و لرستان پراکنش دارد.
دوام فتوسنتز و حفظ کلروفیل برگ تحت شرای تنش از جمله شاخصهای فیزیولوژیکی مقاومت به تنش است. تنش خشکی باعث تولید اکسیژن فعال همراه با کاهش و تجزیه کلروفیل میشود. در طی تنش، کلروفیلها در کلروپلاست تجزیه و ساختارهای تیلاکوئید ناپدید میگردند . - Sairam et al.,1998 -
با توجه به تأیید اثرات مثبت سیلیکون و نانو ذرات سیلیکون در بهبود اثرات منفی تنش خشکی، در این تحقیق اثرات این مواد بر میزان کلروفیل و کاروتنوئید نهالهای دارمازو - Quercus infectoria - که مورد استفاده در احیای جنگلهای زاگرس هستند، مورد آزمایش قرار میگیرند.
مواد و روشها
این تحقیق در خرداد ماه سال 1393 در دانشکده منابع طبیعی دانشگاه ارومیه اجرا شد. نهالهای مورد آزمایش که از نهالستان مریوان تهیه شده بودند به دانشکده منابع طبیعی منتقل شده و آزمایش در قالب طرح کاملأ تصادفی با 3 تکرار انجام شد. آبیاری گلدانها با سیلیکون و نانو سیلیکون با غلظتهای برابر - 50، 100 و 150 میلی گرم در لیتر - ، هر 3 روز یکبار به اندازه ظرفیت زراعی گلدانها انجام شد. مدت اعمال این مواد 30 روز بود و سپس تنش خشکی شروع شد، درطول مدت تنش، آبیاری گلدانها هر 3 روز یک بار در 3 سطح - صفر، 50 و 100 - ظرفیت زراعی انجام میشد.
پس از اتمام تنش که 21 روز به طول انجامید، استخراج کلروفیل از بافت تر برگ با کمک استون 100 و به روش Lichtenthaler و - 1985 - Welburn انجام شده و با استفاده از فرمولهای زیر محاسبه شد.
برای تجزیه و تحلیل و پردازش دادهها از نرم افزار - Version 18 - SPSS استفاده شد. همچنین از آزمون چند متغیره و مقایسه میانگینهای دانکن در سطح احتمال 95 استفاده گردید.
نتایج
بر اساس جدول 1 تأثیر تیمارهای مختلف - سیلیکون، نانو سیلیکون و کنترل - ، بر میزان کلروفیلها و کاروتنوئید معنیدار نبوده است، و سطوح مختلف محلول پاشی با سیلیکون و نانو سیلیکون بر روی میزان کلروفیلa و کلروفیل کل، در سطح 5 درصد اثر معنیداری داشته اند و تأثیر مقادیر مختلف آبیاری بر روی کلروفیلها و کاروتنوئید معنیدار بوده است. اثر متقابل تیمارهای مختلف و مقادیر مختلف آبیاری به جز کلروفیل b بر روی سایر پارامترها اثر معنیداری داشتهاند. اثر متقابل سطوح مختلف محلولپاشی و مقادیر آبیاری بر میزان کلروفیل a و کلروفیل کل اثر معنیداری داشته است و اثرات متقابل سه فاکتور - تیمارهای مختلف، میزان آبیاری و سطوح مختلف محلولپاشی - ، فق بر میزان کاروتنوئید معنیدار بوده است.
جدول - - 1 آزمون بین متغیرها
