بخشی از مقاله
چکیده
ذرت از جمله گیاهان کشت شده در مناطق مختلف ایران است و به دلیل سنتی بودن کشاورزی در بیشتر مناطق، استفاده از بذور سالهای قبل، امری رایج و متداول است. پیر شدن بذور انبار شده، به دلیل کاهش قدرت و سرعت جوانهزنی بذور و عدم استقرار یکنواخت، باعث کاهش عملکرد شده و اتلاف منابع کشاورزی را در پی دارد. این تحقیق به منظور بررسی اثر پیش تیمار بر بذور پیر شده و فرسوده انجام گرفته است تا راهکاری برای بهبود استقرار و افزایش بنیه بذور انبار شده ذرت حاصل شود.
در این تحقیق، بذور در سه قسمت شاهد، پیر شده - و بدون پیش تیمار - ، و پیر شده و پیش تیمار شده با پلیاتیلنگلیکول 6000، محلول کلریدسدیم و آب تقسیم و کشت گردید. تاثیر پیش تیمار بر روی صفات جوانه زنی و شاخص بنیه بذرهای پیر و فرسوده شده در روزهای سوم، ششم و نهم پس از کاشت مورد بررسی قرار گرفت. کلیه آزمایشها در قالب فاکتوریل بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی با چهار تکرار انجام گرفت. پیش تیمار پلیاتیلنگلیکول، توانست اثر پیری را بهبود بخشیده در هفته چهارم پیری به ترتیب بیشترین تاثیر را بر درصد جوانهزنی و بنیه بذور ذرت داشته که این امر نشان میدهد که هر چه بذور پیرتر شوند تاثیر پیش تیمار در احیای بذر بیشتر و در نتیجه رشد بذور بهتر میشود.
پیش تیمار بذور با پلی اتیلن گلیکول 6000 توانست طول ریشه، ساقه، و درصد سبز را به حد شاهد برساند. پیش تیمار کلرید سدیم در بهبود صفات جوانهزنی و بنیه بذور تاثیر مثبتی نداشته و اختلاف معنیداری با بذور پیر شده و پرایم شده و شاهد نشان داد.
-1 مقدمه و بررسی منابع
افزایش روز افزون جمعیت جهان و به تبع آن تقاضای مضاعف نسبت به غذا، سبب توجه کشاورزان به اراضی کم بازده شده است - هریس و همکاران، . - 1999 اهمیت جوانهزنی و استقرار اولیه در تمام محصولات یکسان نمی باشد، بهطوریکه اگر گیاه توانایی کافی در پنجهزنی داشته باشد، اهمیت این موارد کمتر از زمانی خواهد بود که گیاه در صورت عدم سبز مناسب مزرعه قادر به جبران سطح فتوسنتز کننده نباشد.
برای مثال اهمیت جوانهزنی و استقرار مناسب محصول در گیاه ذرت که قادر به بهبود سطح سبز خود با اتکا به این ویژگی نمی باشد مضاعف میباشد - ساواج و همکاران، . - 2004 سالیانه بیش از صد میلیون هکتار از اراضی زراعی دنیا به کشت ذرت اختصاص پیدا می کند و بعد از گندم بزرگترین سطح کشت را اشغال میکند، در حالیکه تولید محصول آن بعد از گندم و برنج قرار دارد. اهمیت محصول و بالا بودن سطح زیر کشت زیاد این گیاه بهعلت قدرت تطابق آن با شرایط گوناگون اقلیمی، آن را جزو عمده ترین محصولات مناطق معتدله، معتدله گرم، نیمه گرمسیر و مرطوب نموده است.
ذرت با نام علمی ZeZea maysa یکی از غلات گرمسیری و از خانواده گندمیان، متعلق به گیاهان تک لپه میباشد. ذرت در تغذیه بسیاری از مردمان دنیا نقش اساسی دارد - تاج بخش و پورمیرزا، . - 1383 تاکنون دانشمندان کوشش فراوانی در جهت کمک به ارتقای جوانهزنی بذور در شرایط مزرعهای مصروف داشتهاند. یکی از این روشها، استفاده از تیمار های پیش از کاشت بذر بوده است
اولین پیشگامان پرایمینگ بودند که دانهها را با محلولهای اسمزی پیش تیمار کردند تا باعث بهبود جوانهزنی گردد. در سال 1855 چارلز داروین آزمایشاتی جهت نشان دادن چگونگی انتقال گیاهان از دریا به خشکی انجام داد و بدین منظور تعدادی از گیاهان را در آب شور دریا غوطه ور نمود و مشاهده کرد نه تنها بذور زنده ماندند بلکه در برخی گونهها مانند شاهی و کاهو جوانهزنی سریعتر انجام شد - هاردگری، . - 1994 پیش تیمار بذر روشی بسیار ساده بوده و پیچیدگی فنی ویژهای ندارد و در عین حال میتواند روشی بسیار کم هزینه باشد. پیش تیمار یکی از روش های بهبود بذر است که میتواند باعث افزایش کارکرد بذر - جوانه زنی، سبزشدن - شود
امروزه محققان در حوزه بذر تحقیقاتی بر روی تیمارهای پیش از کاشت بذر - - per-sowing treatments انجام میدهند. گزارشات زیادی حاکی از بهبود رفتار جوانهزنی و شاخصهای مربوط به آن اعم از متوسط زمان جوانهزنی، بنیه بذر، طول ریشه، طول ساقه، نرخ جوانهزنی و استقرار اولیه در بذور پرایم شده میباشد.
پیش تیمار دارای روشهای متنوعی شامل هیدروپرایمینگ، هیدروترموپرایمینگ، اسموپرایمینگ، ماتریک پرایمینگ، پرایمینگ هورمونی، پرایمینگ زیستی و انواعی دیگر میباشد. مثلا پلی اتیلن گلیکول و نمک های معدنی در اسموپرایمینگ کاربرد دارند. در ماتریک پرایمینگ بذور با مواد خاصی نظیر پلیاتیلنگلایکول - PEG - در آب با نسبت های مشخصی مخلوط میشود. اسموپرایمینگ نوع خاصی از آماده سازی پیش از کاشت بذرها می-باشد که از طریق خواباندن بذرها در محلولهایی با پتانسیل اسمزی پایین حاوی مواد شیمیایی مختلفی مثل کودهای شیمیایی نظیر اوره و غیره انجام می شود.
-2 تاثیر پیش تیمار بر گیاهان زراعی
نتایج آزمایشات حاکی از آن است که با استفاده از پرایمینگ، میتوان به جوانه زنی سریع، ظهور یکنواخت و استقرار قوی دست یافت - روزرخ و قاسمی گلعذانی، . - 1377 با توجه به بررسی های انجام شده چنانچه بتوان با روش پرایمینگ، جوانه زنی بذور را بهبود بخشید، میتوان شاهد افزایش قدرت اولیه بذور، افزایش درصد و سرعت سبز شدن و در نهایت افزایش عملکرد بود
هیدکر و گیبنز - 1987 - اظهار داشتند که اسمو پرایمینگ بر فرایندهای مرتبط با جوانه زنی بهصورت انتخابی اثر میگذارد. اثرات سودمند پیش تیمار پس از خشک کردن بذور نیز برای یک دوره زمانی باقی می ماند - توکر و گری، . - 1996 پیش تیمار باعث مقاومت به درجه حرارتهای بالا و کاهش صدمات وارده به بذر میشود - اودل و کانتلیف، 1986؛ فرنسیس، . - 1988 دمای بالا در زمان جوانه زنی اغلب باعث ترمودورمانسی در ذرت، کاهو و اسفناج میشود، که در این شرایط، پرایمینگ بذر مانع ترمودورمانسی میشود، همچنین جوانه زنی بذور را در درجه حرارتهای بالاتر از 30 درجه سلسیوس تسریع میکند.
در زمان مقایسه املاح محلول و پلی اتیلن گلیکول - PEG - پتانسیل اسمزی مهمترین عامل پرایمینگ بذر میباشد - رامپل و سودیگو،. - 1997 با ارتقاء کیفیت و قدرت بذور از طریق پیش تیمار آنها میتوان علاوه بر بهبود درصد جوانه زنی و سرعت جوانه زنی، گیاهچههای نیرومندی تولید نمود - صالحیان، . - 1374 بیات و ربیعی . - 1385 - آزاد وتوبه - 1373 - با بررسی ارتباط راندمان سبز کردن - سرعت و درصد سبز کردن و شاخص بنیه بذر - بذور غلات بیان کردند این راندمان بهترین شاخص و آزمون جهت ارزیابی قدرت بذر میباشد که میتواند تحت تاثیر پیری و فرسودگی کاهش یابد.
تکرنی و ایگلی - 1997 - اعلام کردند حداکثر قدرت بذر در ذرت که بذر آن به صورت خشک برداشت میشود قبل از رسیدگی فیزیولوژیک حاصل میشود اما مسلما قدرت بذر در طول دوره انبارداری در همین وضعیت باقی نمی ماند. بذرها در طی انبارداری زوال پیدا میکنند که این زوال منجر به کاهش کیفیت بذر میگردد - بسرا و همکاران، . - 2003 خوشخرام وهمکاران - 1389 - در یک تحقیق نشان دادند که تنش فرسودگی بذر بر روی درصد و سرعت جوانه زنی، طول ساقهچه و ریشهچه و وزن ساقهچه و ریشهچه در ارقام مختلف بذور تاثیر گذار بوده است.
سلطانی و همکاران - 1388 - با استفاده از روش تسریع پیری بر جوانه زنی بذور زراعی نشان دادند که بذور شاهد، جوانهزنی خود را سریع تر آغاز و به پایان رساندند و درصد جوانه زنی در بین تیمارها تفاوت معنی داری داشت. همچنین اثر زوال بذر و تنش بر درصد و سرعت سبز شدن معنی دار بود. غلامی تیله بنی و همکاران - 1389 - با بررسی فرسودگی و پیری بذر بر رشد گیاهچه بذور غلات به این نتیجه رسیدند که وزن خشک گیاهچه با افزایش دوره فرسودگی به طور معنی داری کاهش یافت.
به طوری که بیشترین میزان وزن خشک به تیمار شاهد و کمترین آن به بذرهایی که 144 ساعت در دمای 43 درجه سلسیوس قرار داشتند تعلق داشت. مکدونالد و همکاران - 2004 - با بررسی اثر فرسودگی بذر بر روی ذرت و سورگوم مشخص کردند که سرعت جوانه زنی تحت تاثیر پیری کاهش مییابد. اسمعیل زاده و همکاران در یک تحقیق برای بررسی ویژگیهای زراعی و عملکرد در دو هیبرید ذرت به نامهای 540 - زودرس - و 704 - دیررس - در سطوح مختلف پیری بذر، نشان دادند که تیمار شاهد ار نظر صفات مورفولوژیک، زراعی و عملکرد دانه بهتر از تیمارهای فرسودگی بذر است ولی بین سطوح فرسودگی بذر اختلاف معنیداری مشاهده نشد. از نظر تعداد روز تا رسیدگی، اثرات رقم و فرسودگی و اثر متقابل آنها در سطح معنیدار بود. پیش تیمار زمان لازم برای ترمیم صدمات حاصل از اعمال میتوکندریی، عدم فعالیت آنزیمی، اختلالات غشایی و صدمات ژنتیکی در طی انبارداری را، فراهم میکند - مک دونالد، . - 2005
تحقیقات انجام گرفته حاکی از بهبود رفتار جوانهزنی و شاخصهای مربوط به آن اعم از متوسط زمان جوانهزنی، بنیه بذر، طول ریشه، طول ساقه چه، نرخ جوانهزنی و استقرار اولیه در بذور پیش تیمارشده پیر شده - فرسوده - میباشد - لی و کیم، . - 2005 بر اساس گزارش لی و کیم - 2001 - مدت زمان لازم برای 50 درصد جوانهزنی ، متوسط زمان جوانهزنی، نرخ و یکنواختی جوانهزنی در بذور پیشتیمارشده ذرت پس از دوره انبارداری به طور معنیداری بهبود یافت که این امر حاکی از تسریع جوانهزنی و افزایش بنیه بذر در اثر کاربرد تیمارهای پیش از کاشت بذر دارد - شهزاد و همکاران، . - 1382 در پی اعمال تیمارهای پیش از کاشت بذر، روی بذور ذرت، مدت زمان لازم برای رسیدن به 50 درصد جوانهزنی، طول ریشه چه، متوسط زمان ظهور گیاهچه به طور معنیداری بهبود یافت. علاوه بر این، یکنواختی جوانهزنی بذور انبار شده نیز در وضعیت مطلوب و قابل قبولی قرار داشت
کلارک و همکاران - 2006 - طی آزمایشات دوساله در مورد گیاه ذرت مشاهده نمودند که هیدرو پرایمینگ در مورد این گیاه میتواند عملکرد را بهطور متوسط 14 درصد افزایش دهد. براساس گزارش اشرف و همکاران - 2004 - هیدروپرایمینگ و اسموپرایمینگ بذر ذرت با استفاده از نمک طعام و پلیاتیلنگلیکول، باعث بهبود جوانهزنی و شاخصهای مرتبط با آن تحت شرایط شوری میگردد. علاوه بر این تجمع یونهای سدیم، پتاسیم، کلسیم و کلر در گیاهچه های حاصل از بذور تیمار شده، به طور قابل ملاحظهای کاهش نشان میدهد. کاهش آثار مخرب تنش شوری در روند جوانهزنی بذوری که پیش از کاشت تیمار شدهاند را میتوان نتیجه آب نوشی اولیه بذر در محیط غیر شور دانست.
-3 مواد و روشها
تحقیق حاضر جهت بررسی اثر پیش تیمار بر بذور ذرت سینگل کراس 704 پیر شده و فرسوده قبل از کشت، در آزمایشگاه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان شرقی که دارای موقعیت عرض جغرافیایی 37 درجه و 58 دقیقه شمالی، طول جغرافیایی 46 درجه و دو دقیقه شرقی و ارتفاع یک هزار و 338 متر از سطح دریای آزاد است انجام گرفته است.
به منظور انجام آزمایش، ابتدا بمدت 7 روز اقدام به پیر کردن بذور به طور مصنوعی در اتوکلاو در دمای41 0C گردید. بذور شاهد در در دمای 40C نگهداری شدند. تیمارهای آزمایش شامل بذور تیمار شده با آب، پلیاتیلنگلایکول - PEG - 6000، کلرید سدیم - NaCl - با غلظت 10 دسی زیمنس بر متر و بذور بدون تیمار می باشد. بذور بدون اعمال تیمار پیری هم به عنوان بذور شاهد در نظر گرفته شدند.
بذور به مدت 12 ساعت با آب، 24 ساعت با پلی اتیلن گلیکول - PEG - ، و 8 ساعت با محلول کلرید سدیم پیش تیمار گردید. قبل از کشت بذور به صورت رول استوانه ای کاغذی - ساندویچی - ، برای جلوگیری از کپک زدن، بذور با محلول هیپو کلرید سدیم با غلظت 0/05 درصد به مدت 30 ثانیه ضد عفونی شده و پس از آبکشی با آب مقطر، اقدام به کشت گردید.
تعداد 50 بذرشاهد، پیر شده و پیش تیمار شده به مدت ده روز در آب به صورت ساندویچی درون استوانههای کاغذی قرارداده شده و انتهای استوانهها درون حوضچه آب قرار گرفت تا رطوبت استوانههای کاغذی با صعود به سمت بالا، محیط مناسب برای رشد بذور فراهم آورد. تعداد بذور جوانه زده در هفت روز پس از پیری در روزهای سوم، ششم و نهم شمارش گردیده و صفات زیر اندازه گیری شدند: سرعت جوانهزنی
