بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهمترین مشکلات مناطق خشک و نیمه خشک، وجود تنشهای غیرزنده محیطی، بهویژه تنش خشکی میباشد که بر رشد و نمو گیاهان تأثیر منفی دارد. لذا به منظور بررسی تأثیر کودهای زیستی و شیمیایی در شرایط کمبود آب روی برخی صفات فیزیولوژیک و عملکرد دانه ذرت این تحقیق در سال 1390 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان اجرا گردید. کاربرد کودهای زیستی و عناصر ریزمغذی توانست از کاهش محتوی کلروفیل برگ و عملکرد دانه و افزایش پراکسید هیدروژن و پراکسیداسیون لیپیدی ناشی از تنش خشکی جلوگیری نماید.
مقدمه
کم آبی یکی از فاکتورهای مهم محیطی است که رشد و نمو گیاهان را تحت تأثیر قرار داده و تولید گیاهان را محدود میکند. گیاهان با تغییر در متابولیسم سلولی و القاء مکانیسمهای دفاعی به این تنش پاسخ داده یا با آن سازگاری مییابند .[8] یکی از اثرات تنش کم آبی ممانعت از فتوسنتز و تغییر در محتوی کلروفیل و خسارت به دستگاه فتوسنتزی است. یکی از تغییرات بیوشیمیایی که در گیاه تحت تنش ایجاد میشود تجمع گونههای فعال اکسیژن است که محصول اجتناب ناپذیر متابولیسم طبیعی سلول میباشد 12] و .[18 کلروپلاست و میتوکندری سلولهای گیاهی از مهمترین تولیدکننده های گونههای فعال اکسیژن هستند. الکترونهای نشت کرده از زنجیره انتقال الکترون میتوانند با اکسیژن مولکولی حاصل از متابولیسم طبیعی گیاه، ترکیب شده و تولید گونه های فعال اکسیژن مثل سوپراکسید، پراکسید هیدروژن و رادیکال هیدروکسیل کند. این گونههای اکسیژن سمی و بسیار واکنش پذیرند و در غیاب مکانیسمهای حفاظتی میتوانند متابولیسم طبیعی سلول را به میزان زیادی مختل کنند .[11] گیاهان در مقابله با تنش خشکی مکانیسمهای حفاظتی متفاوتی را در پیش میگیرند که از آن جمله میتوان به تجمع اسمولیتهایی مثل پرولین [10] اشاره کرد. با توجه به افزایش روز افزون تنش خشکی در مقیاس جهانی - در مناطق خشک و نیمه خشک - و نظر به اهمیت تأمین نیاز غذایی جمعیت رو به رشد جهان هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر کودهای زیستی و شیمیایی بر صفات محتوی کلروفیل، پرولین، پراکسید هیدروژن، پراکسیداسیون لیپیدی غشاء و عملکرد دانه ذرت - Mv 500 - تحت شرایط تنش خشکی و پیدا کردن راهکاری در جهت کاهش اثرات تنش خشکی بر عملکرد گیاه ذرت میباشد.
مواد و روشها
این طرح در سال زراعی 1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان به اجرا در آمد. جهت تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و اطلاع از وضعیت حاصلخیزی خاک مزرعه، از عمق 0-30 و 30-60 سانتی-متری خاک نمونه تهیه شده و مورد تجزیه قرار گرفت. در این آزمایش، سطوح آبیاری در دو سطح آبیاری کامل و تنش در مرحله گلدهی به عنوان فاکتور اصلی و سطوح کودی 100 - درصد کود شیمیایی، 100 درصد کود شیمیایی + ریزمغذیها، بیوسوپرفسفات + نیتروکسین، بیوسوپرفسفات + نیتروکسین + ریزمغذیها، 50 درصد کود شیمیایی + بیوسوپرفسفات، 50 درصد کود شیمیایی + بیوسوپرفسفات + نیتروکسین و شاهد بدون کود - به عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شدند.کود شیمیایی فسفر و همچنین نصفی از کود اوره، قبل از کاشت، و بقیه کود اوره به صورت سرک در هنگام ظهور گل تاجی مصرف گردید. محلولپاشی عناصر ریزمغذی نیز بر اساس نتایج تجزیه خاک و طی دو مرحله 6 برگی و 8 برگی انجام شد. هر کرت شامل 5 ردیف کاشت به طول 4 متر و فاصله بین ردیف 65 سانتیمتر بود. بذرها با فاصله 20 سانتیمتر از همدیگر و در عمق 3-6 سانتیمتر روی ردیفها کاشت شدند. تنش نیز در مرحله گلدهی تا خمیری شدن دانهها اعمال شد. صفاتی که در این آزمایش مورد بررسی قرار گرفتند شامل اندازهگیری محتوی کلروفیل به روش آرنون [7] ، پراکسید هیدروژن به روش لویرتو و ولیکوا [14]، پراکسیداسیون لیپیدی غشاء به روش کاکماک و هورست [9]، و عملکرد دانه بود.
نتایج و بحث کلروفیل a
نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد - جدول - 1 که کلروفیل a به طور معنیداری در سطح احتمال 1 درصد به وسیله اثر توأم سطوح آبیاری و کاربرد کودهای شیمیایی ماکرو و میکرو تحت تأثیر قرار گرفت.
جدول -1 تجزیه واریانس صفات مورد اندازهگیری ذرت در شرایط کاربرد کودهای زیستی و شیمیایی، تحت شرایط تنش
مقایسه میانگین دادهها گویای آن است که بیشترین میزان کلروفیل a مربوط به مصرف 100 درصد کود شیمیایی و ریزمغذی تحت شرایط آبیاری کامل و کمترین میزان آن مربوط به تیمار شاهد در شرایط تنش بود - شکل . - 1 بهطوری که ملاحظه میگردد - شکل - 1 تنش خشکی در مرحله گلدهی باعث کاهش معنیدار محتوی کلروفیل a برگ گردید. احمدی و بیگر [2] نیز گزارش کردند که در شرایط خشکی طولانی مدت، سنتز کلروفیل، کاهش یافته و تخریب آن توسط آنزیم هایی چون کلروفیلاز و پراکسیداز افزایش می یابد. بین ذرتهای تحت تیمارهای کودی در شرایط تنش خشکی، بالاترین میزان کلروفیل a مربوط به گیاهان تحت تیمار 50 درصد کود شیمیایی + بیوسوپرفسفات + ریزمغذی بود. کود شیمیایی NPK مصرفی باعث میشود که میزان نیتروژن در دسترس گیاه افزایش یافته و به دنبال آن، جذب و انتقال این عنصر به برگها افزایش یابد و در نتیجه، سنتز کلروفیل بیشتر شود. روی و آهن از عناصر ضروری برای رشد گیاهان هستند که در شرایط کمبود آنها، تعداد رنگدانههای فتوسنتزکننده و مقدار کلروفیل برگها کاهش مییابد .[6] به طوری که در شکل 1 ملاحظه میگردد در شرایط تنش خشکی، مصرف کودهای ریز مغذی اثر مثبتی بر پایداری کلروفیل برگها و کاهش اثرات تنش بر دستگاه فتوسنتزی داشت.
شکل -1 مقایسه میانگین اثر متقابل سطوح آبیاری و کودی بر میزان کلروفیل a در گیاه ذرت. کلروفیل b
در کلیه سطوح کودی، میزان کلروفیل b در برگهای ذرت تحت آبیاری کامل بهطور معنیداری بالاتر از مقدار این صفت در برگ ذرتهای تحت تنش خشکی بود - شکل . - 2 در بین تیمارهای کودی، بیشترین مقدار کلروفیل b در ذرتهای تحت تیمار مصرف 100 درصد کود شیمیایی در شرایط آبیاری کامل حاصل شد که با تیمار کود شیمیایی + ریزمغذی، تفاوت معنیداری نداشت. کمترین میزان این صفت نیز از ذرتهای تنش دیده در مرحله گلدهی و تحت شرایط عدم مصرف کود حاصل شد - شکل . - 2 کاربرد کودهای شیمیایی مصرفی، باعث تأمین سریع نیتروژن مورد نیاز گیاه و افزایش جذب آن توسط گیاه میشود. بنابراین به واسطهی ارتباط مستقیم بین غلظت نیتروژن و کلروفیل برگ، افزایش در میزان نیتروژن گیاه، مقدار تولید کلروفیل را هم افزایش میدهد. نتایج مقایسات میانگین سطوح کودی در شرایط تنش نشان داد
