بخشی از مقاله
چکیده
براي بررسی تأثیر محلولپاشی اسپرمیدین برافزایش تحمل به خشکی در سویا رقم کاسپین، آزمایشی در قالب اسپلیت-پلات با طرح پایه بلوكهاي کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 1394-95 در جویبار استان مازندران انجام شد. تیمارها شامل آبیاري در چهار سطح شاهد - - 100،50،70 و 30 درصد نیاز آبی بهعنوان عامل اصلی و اسپرمیدین در سه سطح شاهد، غلظتهاي نیم و یک میلیمولار بهعنوان عامل فرعی بود. نتایج نشان داد با افزایش تنش خشکی میزان تجمع پرولین در برگ افزایش یافت. همچنین، استفاده از اسپرمیدین با غلظت یک میلیمولار باعث افزایش تجمع پرولین به میزان 11-34 درصد در برگ گردید. در شرایط کم آبیاري استفاده از اسپرمیدین عملکرد دانه و ماده خشک را بین 25 - 90 و 17-39 درصد نسبت به شاهد بهبود بخشید. بهطورکلی، استفاده از اسپرمیدین در شرایط کمآبیاري در سویا باعث بهبود تحمل به تنش خشکی از طریق تجمع پرولین و درنتیجه افزایش ماده خشک و عملکرد دانه گردید.
مقدمه
مصرف بهینه آب در تولید محصولات کشاورزي بهعنوان یکی از مهمترین عوامل محیطی مؤثر بر رشد و نمو گیاهان بهویژه در مناطق خشک و نیمهخشک مانند ایران از اهمیت بسزایی برخوردار است. کمآبیاري که در آن گیاه در مرحلهاي خاص از رشد و یا در تمام فصل رشد تحت تنش آبی قرار میگیرد، یکی از راههاي به حداکثر رساندن کارآیی مصرف آب به ازاي یک واحد آب مصرفی میباشد. روشهاي زیادي جهت سازگاري گیاهان به تنشهاي محیطی غیرزنده وجود دارد. این سازوکارهاي سازگار شامل تغییرات در فرآیندهاي فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی است. در میان این فرآیندها تجمع پلیآمین ها توجه زیادي را به خود جلب کرده است. پلی آمین ها مانند پوتریسین - PUT - ، اسپرمیدین - - SPD و اسپرمین - - SPM، ترکیبات پلیکاتیونی با وزن ملکولی کم می باشند که تحت شرایط تنشهاي متفاوت غیرزیستی تجمع مییابند . - 3 - اگرچه پلیآمینهاي درونی بهعنوان یک هورمون مطرح نیستند ولی کاربرد خارجی آنها میتواند فرآیندهاي متنوع فیزیولوژیکی، مرفولوژیکی و بیوشیمیایی را تحت تأثیر قرار داده و بهعنوان یک تنطیمکننده رشد مورداستفاده قرار گیرند. براي نمونه، استفاده خارجی از اسپرمین بهعنوان یکی از روشهاي مهم براي تحمل به تنش خشکی در برنج به شمارمی رود. از مهمترین واکنشهاي گیاهان به تنش خشکی و تنشهاي غیرزیستی دیگر تولید زیاد انواع متفاوتی از محلولهاي سازگار میباشد. از این محلولها پرولین به میزان گستردهاي در گیاهان تولید میشود و به مقدار بیشتري نسبت به دیگر اسیدهاي آمینه در گیاهان تحت تنش خشکی تجمع مییابد. افزایش قابلملاحظه در میزان پرولین گیاه میتواند یک شاخص تحمل به خشکی بالا باشد. شرایط خشکی میزان تجمع پرولین و گلیسین بتائین را در ذرت افزایش داد. این پدیده ممکن است قسمتی از سازوکاري باشد که مانع از دسترفتن آب گیاه از طریق تعادل اسمزي میشود. استفاده از پلیآمین اسپرمین در گیاهان تحت تنش خشکی به طور معنی داري میزان این محلولهاي آلی را افزایش داده است . - 5 - تجمع بیشتر پرولین در گیاهان تحت تنش خشکی، باعث استحکام غشاء، کاهش اکسیداسیون غشاءهاي لیپیدي، حفاظت و پایداري آنزیمهاي خنثیکننده گونههاي فعال اکسیژن، پایداري ساختاري زیرسلولی، خنثیسازي رادیکالهاي آزاد و بافريشدن پتانسیل ردوکس سلول میشود . - 5 - بنابراین، با توجه به اینکه گیاه سویا در شرایط کشت تابستانه در مازندران اغلب با دورهاي کمآبی مواجه میشود، پژوهش حاضر جهت بررسی تأثیر محلولپاشی اسپرمیدین بر میزان عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و تجمع پرولین ، طراحی و اجرا گردید.
مواد و روشها
آزمایش بهصورت مزرعهاي در قالب اسپلیت- پلات با طرح پایه بلوكهاي کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی -95 1394 در مرکز جهاد کشاورزي چپکرود-جویبار 36 - درجه و 33 دقیقه تا 36 درجه و 47 دقیقه شمالی و 52 درجه و 48 دقیقه تا 53 دقیقه طول شرقی از نصفالنهار گرینویچ و 21 متر زیر سطح دریاي آزاد - در استان مازندران انجام شد. تیمارها شامل آبیاري در چهار سطح 100 - شاهد - ،70، 50 و 30 درصد نیاز آبی بهعنوان عامل اصلی و سه سطح پلیآمین اسپرمیدین شامل بدون اسپرمیدین - شاهد - ، غلظت نیم و یک میلیمولار بهعنوان عامل فرعی در نظر گرفته شد. نیاز آبی سویا در شرایط جویبار توسط برنامه Netwat محاسبه گردید. این برنامه در تحقیقات مختلف کشور نیز مورداستفاده قرار گرفته است - براي نمونه: مرجع. - 1 سیستم آبیاري بهصورت قطرهاي و جهت افزایش دقت از کنتور براي اعمال نیاز آبی بر حسب تیمارهاي اعمال شده استفاده گردید. بارندگی در فصل رشد بهطور طبیعی روي گیاهان اعمال شد. به این صورت که با وجود تشت تبخیر در محل آزمایش بارندگیهاي روزانه ثبت و میزان بارندگی مؤثر در فاصله آبیاريها به حجم آبیاريهاي انجام شده، اضافه و درنهایت میزان آب مصرفی کرتها محاسبه گردید. کشت سویا - رقم کاسپین - در کرتهایی به ابعاد 2/5×4 متر صورت گرفت. در هر کرت چهار خط کشت با فاصلهي 60 سانتیمتر بین ردیف و ده سانتیمتر بین دو بوته کشت شد. کنترل علفهاي هرز در طول مرحله رویشی قبل از استقرار گیاه و بستهشدن کانوپی بهصورت مکانیکی انجام شد. بعد از استقرار گیاه - مرحله چهار برگی - اعمال تیمار تنش خشکی انجام شد. محلولپاشی اسپرمیدین بعد از قطع یک دوره نیاز آبی در دو مرحله رویشی - هفت برگی - و مرحله گلدهی - - R2 در غلظتهاي مورد آزمایش انجام شد. جهت اعمال تیمار بدون اسپرمیدین - شاهد - آب مقطر محلولپاشی گردید. صفات میزان پرولین، عملکرد دانه تکبوته و عملکرد ماده خشک تکبوته در هر کرت اندازهگیري شد. جهت اندازهگیري میزان پرولین از روش بیتس و همکاران - 2 - استفاده گردید. بعد از رسیدگی فیزیولوژیکی در هر کرت پنج نمونه گیاهی انتخاب و عملکرد دانه تکبوته برآورد گردید. جهت تعیین عملکرد مادهخشک تکبوته، بوتههاي بهدستآمده از هر کرت را در پاکت قرار داده و در آون - مدل - BM750 در دماي 75 درجه سانتیگراد به مدت 48 ساعت خشک و وزن شدند. تجزیه و تحلیل آماري دادهها با استفاده از نرمافزار SPSS نسخهي 20 و مقایسه میانگینها به روش دانکن در سطح احتمال پنج درصد انجام شد. نمودارها نیز با صفحهگستر Excel رسم شدند.
نتیجه و بحث
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل کمآبیاري و محلولپاشی پلیآمین اسپرمیدین بر میزان پرولین برگ، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود - جدول . - 1 مقایسه میانگین دادهها نشان داد که با افزایش شدت تنش، میزان پرولین در برگ سویا افزایش یافت و استفاده از غلظتهاي مختلف اسپرمیدین باعث افزایش تجمع پرولین در برگ گردید و دراینمیان، تأثیر غلظت یک میلیمولار بر تجمع پرولین بیشتر از غلظت نیم میلیمولار آن بود بهطوريکه با کاهش میزان کمآبیاري از 100 به 30 درصد نیاز آبی گیاه، غلظت یک میلیمولار اسپرمیدین باعث افزایش تجمع پرولین به ترتیب به میزان 11،34،14 و 18 درصد نسبت به شرایط بدون استفاده از اسپرمیدین شد
جدول -1 تجزیه واریانس اثر تیمارهاي آبیاري و اسپرمیدین بر میزان پرولین، عملکرد دانه و بیولوژیک سویا تحت تأثیر تنش خشکی با افزایش تنش خشکی عملکرد دانه تکبوته کاهش یافت، بهطوريکه با کاهش میزان آبیاري به 30 درصد نیاز آبی میزان عملکرد دانه تکبوته 67 درصد نسبت به شاهد - میزان آبیاري 100 درصد نیاز آبی - کمتر شد. در این شرایط، استفاده ز پلی آمین اسپرمیدین باعث افزایش معنیدار در عملکرد دانه شد. در مقایسه، در شرایط آبیاري 100 درصد نیاز آبی، استفاده از اسپرمیدین باعث کاهش عملکرد دانه در غلظتهاي نیم و یک میلیمولار به ترتیب به میزان 28 و 26 درصد گردید. بهطورکلی میزان عملکرد دانه تکبوته در تیمارهاي آبیاري30،50،70 درصد نیاز آبی در دو غلظت نیم و یک میلیمولار به ترتیب به میزان 55،64،90 و 25،54،57 درصد نسبت به شاهد - بدون اسپرمیدین - افزایش یافت
شکل-1 تأثیر استفاده از غلظتهاي نیم و یک میلیمولار اسپرمیدین - - SPD بر میزان پرولین برگ در تیمارهاي مختلف کمآبیاري در سویا در آزمایشی مشابه اعمال تنش در مرحله زایشی، عملکرد نخود فرنگی را حدود ده درصد در مقایسه با مرحله رویشی بیشتر کاهش داد. کاهش عملکرد دانه در سویا عمدتاً به کاهش تعداد غلاف در گیاه نسبت داده میشود. در شرایط تنش خشکی با ریزش گلها و غلافها قدرت انتقال مواد فتوسنتزي به اندامهاي زایشی گیاه کاهش یافته و عملکرد دانه بهطور محسوسی کاهش مییابد. در بررسی تأثیر اسپرمین روي وزن غلاف و دانه سویا در شرایط تنش خشکی، مشاهده شد در شرایط تنش وزن غلاف و دانه کاهش یافت اما استفاده از اسپرمین باعث افزایش وزن غلافها و دانهها گردید .
