بخشی از مقاله
چکیده
بهمنظور بررسی تاثیر کودهای زیستی و تنش شوری بر محتوای کلروفیل، پروتئین و عملکرد گندم، آزمایشی در سال زراعی 1397 در گلخانه دانشگاه محقق اردبیلی به صورت فاکتوریل و بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. در این آزمایش فاکتورهای مورد بررسی شامل شوری خاک در چهار سطح - عدم اعمال شوری بهعنوان شاهد و اعمال شوریهای 40، 80 و 120 میلی-مولار در خاک - ، با نمک کلرید سدیم و فاکتور دوم شامل کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی - قارچ میکوریز، یونیکونازول، باکتری سودوموناس، میکوریز با سودوموناس، میکوریز با یونیکونازول، کاربرد میکوریز با یونیکونازول و سودوموناس و شاهد - عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول - بود. نتایج نشان داد کاربرد توام یونیکونازول، میکوریز و سودوموناس و عدم شوری خاک موجب افزایش محتوای کلروفیل a، کل و محتوای پروتئین برگ - به ترتیب 39/82، 51/65 و 72/36 درصد - نسبت به شرایط عدم کاربرد کودهای زیستی و شوری 120 میلی مولار خاک شد. همچنین کاربرد توام یونیکونازول، میکوریز و سودوموناس و عدم اعمال شوری موجب افزایش عملکرد تک بوته و تعداد دانه در سنبله - به ترتیب 86/35 و 108/84 درصد - نسبت به شرایط عدم کاربرد کودهای زیستی تحت شرایط شوری 120 میلیمولار خاک شد. بر اساس نتایج این بررسی بهنظر میرسد که کاربرد کودهای زیستی میتواند بهعنوان یک روش مناسب برای بهبود شرایط فتوسنتزی گیاه و افزایش عملکرد گندم تحت شرایط شوری شود.
مقدمه:
تنشهای غیرزیستی مانند خشکی، شوری، درجه حرارت بالا، سمیت مواد شیمیایی و تنشهای اکسیداتیو تهدیدی جدی برای کشاورزی و محیط زیست میباشد. انتظار میرود که افزایش شوری درصد از زمینهای زراعی، اثرات مخرب جهانی داشته و پیشبینی شده است که 30 درصد از زمینهای کشاورزی در 25 سال بعد و تا سال 2050 غیر قابل استفاده شوند. اثرات مخرب شوری روی رشد گیاه شامل پتانسیل اسمزی پایین در محلول خاک، عدم تعادل تغذیهای و اثر یون خاص - تنش شوری - یا ترکیبی از این عوامل میباشد. شوری عامل شناخته شدهای است که تاثیر منفی بر تولید بسیاری از محصولات در سرتاسر جهان دارد. نمکهای محلول در غلظتهای بالا به علت عدم تعادل مواد غذایی تاثیر منفی بر رشد گیاه دارند. تحت شرایط شور، تجمع بالایی از یونهای سمی از قبیل Na+ و Cl- در کلروپلاست رخ میدهد - Heidari et al., 2011 - ، که موجب کاهش غلظت پروتئینهای محلول برگها - Bajji et al., 2001 - و کاهش میزان کلروفیل برگ میشود . - Paleg et al., 1981 -
مکانیسمهای مختلفی جهت ایجاد مقاومت گیاهان در برابر عوامل تنشزا پیشنهاد شده است که از بین آنها کاربرد کودهای زیستی، نقش اساسی دارند . - Yang et al., 2009 - کودهای زیستی استفاده از میکروارگانیسمهایی است که در افزایش دسترسی و جذب مواد غذایی توسط گیاهان، کاهش آلودگیهای زیست محیطی و هزینههای تولید اهمیت قابل توجهی دارند . - Singh and Purohit, 2011 - قارچهای میکوریزا از جمله کودهای زیستی میباشد که موجب تحریک مواد تنظیم کننده رشد، افزایش فتوسنتز، تنظیم فشار اسمزی و افزایش مقاومت گیاه به تنشهای محیطی میشود - خاوازی و همکاران، . - 1384 همچنین باکتریهای محرک رشد که گروهی از جانداران آزادزی در خاک هستند با ساخت و رهاسازی تنظیم کنندههای رشد گیاهی، راه کار مناسبی برای مبارزه بیولوژیکی میباشد - علیپور و ملکوتی، . - 1382 یونیکونازول نیز از تنظیم کنندههای رشد است که موجب جلوگیری از رشد طولی ساقه از طریق اثر بر محتوی جیبرلین گیاه میشود - Katagi et al., 1987 - ، که کاربرد آن موجب کاهش فعالیت نیترات، سرعت فتوسنتز و افزایش محتوای پروتئینهای محلول خواهد شد . - Yang et al., 1994 - خانزاده - 1395 - اظهار داشت که کاربرد کودهای زیستی در شرایط تنش شوری موجب افزایش محتوای کلروفیل a، b، کل، کاروتنوئید، محتوای پروتئین و عملکرد دانه گندم شد. یقینی - 1397 - نیز گزارش کرد در شرایط تنش کودهای زیستی با افزایش محتوای کلروفیل a، b، کل، کاروتنوئید و محتوای پروتئین موجب افزایش عملکرد دانه گندم شد. با توجه به گسترش خاکهای شور و اهمیت گندم، نقش کودهای زیستی در بهبود عملکرد و تعدیل اثر ناشی از شوری از جمله عواملی بودند که موجب شد تا تاثیر یونیکونازول و کودهای زیستی بر محتوای کلروفیل، پروتئین و عملکرد گندم مورد ارزیابی قرار گیرد.
روش تحقیق:
آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی و در سه تکرار در گلخانه پژوهشی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا شد. در این آزمایش فاکتورهای مورد بررسی شامل شوری خاک در چهار سطح - عدم اعمال شوری بهعنوان شاهد و اعمال شوریهای 40، 80 و 120 میلیمولار در خاک - ، از نمک کلرید سدیم و فاکتور دوم شامل کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی - قارچ میکوریز، یونیکونازول، باکتری سودوموناس، میکوریز با سودوموناس، میکوریز با یونیکونازول، کاربرد میکوریز با یونیکونازول و سودوموناس و شاهد - عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول - بود. شوری خاک در مرحله رشد رویشی اعمال شد. اولین آبیاری بعد از کاشت و آبیاریهای بعدی بسته به شرایط محیطی و نیاز گیاه زراعی انجام شد. در این بررسی از گندم رقم زاگرس استفاده شد.
به منظور تعیین عملکرد تک بوته و تعداد دانه در سنبله تعداد چهار بوته در زمان رسیدگی از بوتههای موجود در مزرعه به صورت تصادفی از سطح خاک کفبر شدند و با استفاده از خطکش و ترازویی با دقت 0/001 گرم اندازه و توزین شدند و میانگین دادههای حاصل به عنوان ارزش آن صفت در جدول تجزیه واریانس مورد استفاده قرار گرفت. اندازهگیری پروتئین کل برگ از روش برادفورد - Bradford, 1976 - و محتوای کلروفیل a، b و کلروفیل کل برگ با استفاده از روش آرنون - Arnon, 1967 - استفاده شد. 0/2 گرم از بافت برگ پرچم را با استن80 درصد به تدریج له کرده تا کلروفیل وارد محلول استونی شود و در نهایت حجم محلول با استن 80 درصد به حجم 20 میلیلیتر رسانده شد. محلول حاصل به مدت 10 دقیقه در 4000 دور سانتریفوژ شد و سپس جذب نوری محلول رویی در طول موجهای 645 و 663 نانومتر توسط اسپکتروفتومتر قرائت شد. محتوای کلروفیل a، b و کلروفیل کل بر اساس روابط 1 تا 3 برآورد شدند.
- 1 - = - 19/3×A663-0/86×A645 - V/100W کلروفیل a
- 2 - = - 19/3×A645-3/6×A663 - V/100W کلروفیل b
- 3 - کلروفیل + b کلروفیل = a کلروفیل کل
در این روابط V حجم استون استفاده شده و W وزن نمونه گیاهی استفاده شده است. برای تجزیه دادهها از نرم افزارهای SAS و Excel استفاده شد و میانگینها با آزمون LSD مقایسه شدند.
نتایج و بحث:
تاثیر کودهای زیستی، تنش شوری و ترکیب تیماری این دو عامل بر محتوای کلروفیل a، کل، محتوای پروتئین، تعداد دانه در سنبله و عملکرد تک دانه در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود - جدول . - 1 بیشترین محتوای کلروفیل a، کل، محتوای پروتئین، تعداد دانه در سنبله و عملکرد تک بوته - به ترتیب 5/249، 6/750 میلی گرم بر گرم وزن تر برگ، 14/870 درصد، 13/666 و 1/606 گرم - در کاربرد یونیکونازول وکودهای زیستی و عدم اعمال شوری خاک و کمترین آن - به ترتیب 3/754 ، 4/451 میلی گرم بر گرم وزن تر برگ، 8/627 درصد، 7/333، 0/769 گرم - در عدم کاربرد یونیکونازول وکودهای زیستی و اعمال شوری 120 میلی مولار خاک بود - جدول . - 2
باجی و همکاران - Bajji et al., 2001 - گزارش کردند که غلظت پروتئینهای محلول برگها در اثر تنش به علت افزایش فعالیت آنزیم-های تجزیه کننده پروتئین، کاهش سنتز پروتئین و نیز تجمع اسید آمینه آزاد از جمله پرولین، کاهش مییابد. در کل مقدار پروتئین بافتهای گیاه تحت شرایط تنش به دلیل کاهش سنتز پروتئین کاهش مییابد. بهنظر میرسد که تنش شوری موجب تجزیه و کاهش غلظت پروتئینها در برگها شده است. در طی شوری میزان کلروفیل کاهش مییابد و این کاهش میتواند بهواسطهی کاهش سنتز کلروفیل و همچنین ناشی از تخریب آن باشد . - Paleg et al., 1981 - در اثر تنش شوری، میزان کلروفیل a ، b، کاروتنوئید و کلروفیل کل به شدت کاهش مییابد، بهنظر میرسد این کاهش در اثر تنش شوری، به علت افزایش تولید رادیکالهای آزاد اکسیژن باشد، که موجب پراکسیداسیون - Wise et al., 1989 - و در نتیجه تجزیه این رنگیزهها میشود . - Schutz and Fangmeir, 2001 - چاندراسخار و همکاران - Chandrasekar et al., 2005 - اثرات مفید تلقیح باکتری بر افزایش محتوای کلروفیل را به در دسترس بودن بالاتر نیتروژن بواسطه تثبیت نیتروژن توسط باکتری نسبت دادند. خانزاده - 1395 - اظهار داشت که کاربرد کودهای زیستی تحت شرایط تنش شوری ضمن افزایش محتوای کلروفیل a، b، کل، کاروتنوئید و محتوای پروتئین برگ پرچم ضمن بهبود شرایط فتوسنتزی گیاه موجب افزایش عملکرد دانه گندم شد. همچنین یقینی - 1397 - گزارش کرد در شرایط تنش کاربرد کودهای زیستی موجب افزایش محتوای کلروفیل a، b، کل و کاروتنوئید شد که با افزایش فتوسنتز گیاه و محتوای پروتئین برگ موجب افزایش عملکرد دانه گندم شد. یانگ و همکاران - Yang et al, 2005 - گزارش کردند که میزان فتوسنتز و محتوای پروتئین گندم با کاربرد یونیکونازول افزایش یافت. غلظت بیشتر پروتئین با حفظ کلروفیل برگ موجب دوام فتوسنتز میشود - جدول2 - ، که در این بررسی، کاربرد کودهای زیستی با بهبود محتوای پروتئین موجب حفظ و افزایش محتوای کلروفیل a، b، کل - جدول - 2 و عملکرد تک بوته - جدول - 2 شده است.
