بخشی از مقاله
چکیده
پدیدههای بحران آب، امنیت غذایی و گرمایش جهانی از چالشهای پیشروی بشر در سالهای اخیر بوده است. شوری خاک یکی از مهمترین تنشهای غیر زنده است که تولید محصول در سطح جهان را با محدودیت مواجه میسازد. بهرهگیری از گیاهان مقاوم به شوری میتواند یکی از روشهای سازگاری با چنین شرایط محیطی باشد. گیاه سالیکورنیا یکی از گیاهان شورپسندی است که میتواند به لحاظ تامین امنیت غذایی و فواید دیگر آن در منطقه سیستان مورد توجه قرار گیرد، لذا این پژوهش به منظور بررسی پارامترهای جوانهزنی با استفاده از آبهای شور و زهکش به عنوان دو منبع متفاوت آبهای نامتعارف و مقایسه با آب مقطر به عنوان تیمارشاهد در دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل انجام گرفت. نتایج حاکی از آن بود که، درصد جوانهزنی 97 - درصد - ، وزن تر 3/25 - گرم - ، وزن خشک 1/75 - گرم - و طول ساقهچه 2/27 - میلیمتر - در آب شور بیشترین مقدار را داشتند، لکن تفاوت معنیداری در سطح پنج درصد برای طول ساقهچه و درصد جوانهزنی بین تیمار مشاهده نشد. همچنین حداکثر طول ریشهچه در تیمار آب زهکش با 2/8 میلیمتر مشاهده گردید.
مقدمه
امنیت غذایی یکی از مهمترین دغدغههای بشر محسوب میگردد. همچنین ارتباط تنگاتنگ امنیت غذایی با مساله بحران آب، اهمیت این مایع حیاتی را بیش از پیش روشن میسازد. کاهش کیفیت آبها و شور شدن خاکهای زراعی به دلیل عدم وجود زهکشی مناسب به ویژه در مناطق خشک یکی دیگر از عوامل مخاطرهآمیز در این مناطق است. شوری خاک یکی از مهمترین تنشهای غیر زنده است که تولید محصول در سطح جهان را با محدودیت مواجه میسازد. زیرا افزایش نمک خاک میتواند پتانسیل اسمزی را به نقطهای که گیاه دیگر قادر به جذب آب کافی نیست، کاهش دهد - Min et al., . - 2014 رشد رویشی و زایشی به صورت معنیداری با آستانه پتانسیل ماتریک خاک تحت تاثیر قرار میگیرد - Kang et . - al., 2012 لکن گیاهان، ارقام گیاهی، اقلیم محلی، خاک، نوع نمک، سطح شوری، روش آبیاری و شیوه مدیریت آب جهت تعیین ساختار استراتژیهای مدیریتی لازم است . - Wan et al., 2007 - توانایی طبیعی، مقاومت و تحمل به تنشهای آب و شوری ناحیه ریشه به نوع گیاه و واریته آن وابسته است . - Rameshwaran et al., 2016 - متاسفانه نتایج اولیه فعالیتهای اصلاحنژادی و توسعه ژنتیکی جهت افزایش تحمل گیاهان حساس به شوری مایوسکننده بوده است . - Ventura and Sagi, 2013; Gunning, 2016 - لذا تحت چنین شرایطی انتخاب و کشت گیاهانی سازگار و مقاوم با شرایط شوری ضروری به نظر میرسد.
هالوفیتها دارای پتانسیل سیستم آنتی اکسیدانی و واکنش ضدسمی اکسیژن هستند، بنابراین قادراند در شرایط شوری ادامه حیات داده و یک فرصت منحصر به فرد برای مطالعه مکانیسم پایه برای سازگاری نقش زیستمحیطی موجود زنده به شوری فراهم آورند . - Mishra et al., 2015 - یکی از این نوع گیاهان سالیکورنیا1میباشد. این گیاه از خانواده اسفنجیان و نمک دوست بوده و در خاک های شور، قلیا و نداشتن زهکشی مناسب قابل رشد است. همین ویژگی باعث می شود که جهت کشت آن نیازی به زمین زراعی و آب کشاورزی نباشد. این گیاه بدون برگ بوده و ساقههای آن بسیار آبدار و شاداب است. سالیکورنیا از آب شور تغذیه و به روش گرده افشانی تولید مثل می کند . - Glenn et al., 2013; Shahid et al., 2013 - این گیاه دارای کاربردهای فراوانی از جمله در تهیه خوراک و مواد غذایی به شکل پخته، سالاد و ترشیجات به شکل خام، روغنگیری جهت مصارف خوراکی، دارویی و تولید سوخت زیستی، علوفه دام، حاوی کربنات سدیم برای ساخت شیشه و صابون و در نهایت تولید کاغذ استفاده کرد - Lee et al., . - 2012; Jaradat and Shahid, 2012; Yin et al., 2012; Gunning, 2016 در سالیان اخیر بهرهگیری از فواید دیگر این گیاه در پژوهشهای گوناگونی مطرح بوده است، که از جمله میتوان به، فیلتر زیستی جهت بهبود اراضی ماندابی حاصل از فاضلاب پرورش آبزیان - Shpigel et al., 2013 - انرژی زیستی - Falasca et al., 2014; Akinshina et al., - 2016 بهسازی و اصلاح خاک - Quintã et al ., 2016 - اشاره کرد.
مقاومت به نمک گیاهان در طی جوانهزنی عموما 10 تا 100 برابر نسبت به فاز رسیدگی و رویشی کمتر است - Hameed . - and Khan 2011 پاسخ جوانهزنی گیاهان هالوفیت به شوری میتواند به حالتهای تاخیر در جوانهزنی - Hameed et - al., 2014 ، ممانعت از جوانهزنی - Liu et al., 2006 - و از دست دادن رفتن قوه نامیه بذر - Rasheed et al., 2015 - بروز نماید. بنابراین شوری یک فاکتور کلیدی است، که زمان و مقدار جوانهزنی را تعیین میکند . - Gul et al ., 2013 - در اینجا به برخی از پژوهشهای صورت گرفته، در این باره اشاره میشود. امیری و همکاران - 1391 - با مقایسه جوانهزنی دو گونه خارشتر و سالیکورنیا تحت تاثیر نمکهای NaCl و Na2SO4 دریافتند که شرایط جوانه زنی و رشد اولیه سالیکورنیا در برابر شوریهای کم در نمک سولفات سدیم بهتر از نمک کلرید سدیم میباشد. همچنین در گونه خارشتر خصوصیات رویشی و در گونه سالیکورنیا خصوصیات جوانه زنی در برابر تنش شوری واکنش بهتری نشان میدهد.
سنجش تاثیرات دما و شوری بر جوانهزنی گونه بیگیلووی2 بیانگر آن بود که هرچند افزایش دما موجب تسریع در جوانهزنی میگردد لکن در دماهای پایینتر 4/4 - درجهسانتیگراد - بذرها قادر به جوانهزنی در تمام سطوح شوریاند ولی در دماهای بالاتر این اتفاق رخ نمیدهد . - Rivers and Weber, 1971 - گونه پسیفیکا3 میتواند در غلظتهای بالای نمک 5 - درصد - NaCl جوانه بزنند، همچنین در طی جوانهزنی به تغییرات رژیم دمایی حساس بوده و در برخی دماها و سطوح شوری، روشنایی نیز برای جوانهزنی مورد نیاز است . - Khan and Weber , 1986 - اندازه ریشه در گونه ایروپایا در مقایسه با گونه پرسیکا به طور یکنواختی با افزایش شوری کاهش مییافت. و در مجموع، مقاومت به شوری گونه پرسیکا بیشتر از ایروپایا بود . - Aghaleh et al., 2009 - نتایج Gul و همکاران در سال 2016 نشان داد کاربرد خارجی تیمارهای شیمیایی موجب بهبود جوانهزنی بذرهای تحت آزمایش به ویژه در شوریهای بالا میگردد. Akcin و Yalcin در سال 2016 طی پژوهشی بر دو گیاه Salicornia prostrata و Suaeda prostrate تاثیرات تنش شوری را بر جذب فتوسنتزی و پرولین در زیستگاه طبیعی این دو گونه بررسی کردند. نتایج ایشان نشان داد، در شرایط طبیعی سالیکورنیا پروستاراتا مقاومت به شوری بالاتری نسبت به سوآیدا پروستاراتا دارد. Lee و همکاران در سال 2016 دریافتند برای افزایش راندمان جوانهزنی سالیکورنیا هرباسیا 1، ساقه تخمچه 2، باید حذف گردد، و دانهها در آب شیرین - صفر میلیمولار - NaCl در دمای 30 درجه سانتیگراد به همراه نور قرار گیرند با وجود پژوهشهای متعدد صورت گرفته در خارج از کشور بر روی گیاه سالیکورنیا، تاکنون تحقیقات چندانی در مورد واکنشهای جوانهزنی گونههای مختلف این گیاه در کشور صورت نگرفته است. از طرف دیگر منطقه سیستان یکی از مناطقی است که در سالهای اخیر با کمبود آب شیرین و پدیده شوری اراضی کشاورزی مواجه بوده است. تحت چنین شرایطی و با توجه به فراوانی آبهای شور-قلیا در این منطقه، انجام پژوهشهای مرتبط با جوانهزنی این گیاه به عنوان سنگبنای پژوهشهای مدیریت آبیاری و زراعی جهت بهرهبرداری بهینه از این گیاه در منطقه سیستان ضروری به نظر میرسد. بنابراین پژوهش حاضر به بررسی تاثیر برخی از آبهای نامتعارف موجود در این منطقه شامل آبهای شور و زهکش بر جوانهزنی و رشد اولیه گونه ایروپایای گیاه سالیکورنیا میپردازد.
مواد و روشها
جهت انجام این پژوهش سه نوع کیفیت متفاوت از آب ها شامل آب زهکش، آب شور و آب مقطر مورد استفاده قرار گرفت. آبهای شور و زهکش از پژوهشکده کشاورزی دانشگاه زابل واقع در چاه نیمه و آب مقطر نیز از آزمایشگاه زراعت دانشکده کشاورزی تهیه شد. ویژگی شیمیایی آبهای مورد استفاده مطابق جدول شماره - 1 - میباشد. بذرهای سالیکورنیای مورد استفاده از گونه ایروپایا بوده که از شرکت پاکان بذر اصفهان تهیه شد. پژوهش در آزمایشگاه زراعت طی سال 1395 و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با چهار تکرار آغاز گردید. بدین منظور برای هر واحد آزمایشی، 25 عدد بذر یکنواخت انتخاب و با آب مقطر شسته شده، و با محلول هیپوکلریت سدیم %3 به مدت یک دقیقه ضد عفونی شده - کافی و همکاران، . - 1384 سپس با آب مقطر چندین بار شسته شدند، بذور در ظروف پتری - به قطر 9 سانتیمتر وارتفاع 1/5 سانتی متر - ، روی یک لایه کاغذ صافی که قبلا به مدت 2ساعت در آون180 درجه سانتی گراد ضدعفونی شده بودند قرارگرفتند. برای ضد عفونی پتری دیشها، ابتدا با هیپوکلریت سدیم به طورکامل شستشو داده شدند و با آب مقطر آبکشی گردیدند.سپس کلیه سطوح داخلی و خارجی آنها با الکل ضدعفونی گردیدند. به هر پتری، 10میلی لیتر از محلولهای مورد نظر اضافه شد و به ژرمیناتور با دمای ثابت 25 درجه سانتی گراد و شرایط کاملا تاریک منتقل شدند. شمارش بذور جوانه
