بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی اثر Cd و Zn بر وزن خشک بخش هوایی و کارایی مصرف آب در گیاه برنج آزمایشی در گلخانه به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوك کامل تصادفی با دو رقم برنج - هاشمی و واندانا - ، دو سطح رطوبتی - غرقاب و غیر غرقاب - ، سه سطح 0 - Zn، 5، 10 میلیگرم بر کیلوگرم خاك - ، سه سطح 0 - Cd، 5، 10 میلیگرم بر کیلوگرم خاك - و در سه تکرار انجام گرفت.
نتایج نشان داد که با تغییر رژیم رطوبتی از غرقاب به غیرغرقاب وزن خشک بخش هوایی، میزان آب مصرفی و کارایی مصرف آب کاهش یافت . مصرف Zn وزن خشک بخش هوایی و کارایی مصرف آب را افزایش داد اما مصرف Cd شاخصهاي مذکور را ابتدا افزایش و سپس کاهش داد. اثر متقابل Zn و Cd معنیدار بوده و مصرف Cd در هر سطح Zn وزن خشک بخش هوایی، میزان آب مصرفی و درصد کارایی مصرف آب را ابتدا افزایش و سپس کاهش داد.
مقدمه
کمبود آب امروزه یکی از مهمترین عوامل محدود کننده عملکرد محصولات در نواحی خشک و نیمه خشک میباشد و تاثیر تنش خشکی در کاهش رشد بیشتر از سایر تنشهاي محیطی دیگر است . - Rodriguez., 2006 - بیش از 80 درصد منابع آب شیرین در آسیا براي اهداف کشاورزي مورد استفاده قرار میگیرد که نیمی از این آب صرف تولید برنج میگردد. اطلاعات آماري هواشناسی نشان میدهد که وقوع خشکسالی در مناطق برنج کاري در کشور ما ایران متأسفانه امري رایج است.
به عنوان مثال میتوان به خشکسالی سالهاي زراعی 1378-79 و 1379-80 در دو استان گیلان و مازندارن و دیگر مناطق برنج کاري مثل استانهاي آذربایجان شرقی، اصفهان و... اشاره کرد - Bari . - Abargouie, 2003 با توجه به منابع محدود آب، کم آبیاري یا اصلاح ارقام استراتژيهاي مهم براي به دست آوردن محصول در شرایط کمبود آب است و هدف آن افزایش راندمان آب میباشد - Ghahraman and . - Sepaskhah, 1994 گزارش شده است که افزایش کارایی مصرف آب در گیاه به میزان 25 تا 40 درصد از طریق مدیریت خاك ورزي امکان پذیر می باشد . - Hatfield et al., 2001 - اگر به مدیریت آب توجه کافی نگردد رشد تولیدات کشاورزي روز به روز محدود خواهد شد.
برنج مهمترین محصول زراعی دنیاست و غذاي اصلی مردم در بسیاري از نقاط جهان را تشکیل میدهد. این گیاه بسیار حساس به شوري و کمبود آب است . - Bouman et al., 2007 - گزارش شدهاست که تنش خشکی، تولید در واحد گیاهی، خوشهچه در واحد خوشه، درصد پرشدگی دانه و وزن دانهها را کاهش میدهد . - Fageria, 2001 - مطالعات انجام شده در برزیل نشان داد که تنش آبی در طول مرحله رشد زایشی میتواند عملکرد برنج را تا %40 کاهش دهد .
در مطالعهاي که براي ارزیابی تحمل ژنوتیپهاي برنج 49 - رقم ایرانی و خارجیبه - تنش خشکی انتهاي فصل انجام شد واندانا یکی از ارقامی بود که داراي مقادیر نسبتاً پایین براي شاخص-هاي حساسیت به تنش و شاخص تحمل پس از رقم نعمت بود. هر چه این شاخصها پایینتر باشند رقم، مقاوم به خشکی خواهد بود - چائی کار و همکاران، . - 1386 با ادامه روند گرم شدن جهانی و خشک تر شدن اقیلمهاي نیمه مرطوب، احتمالاً شیوه کشت غیرغرقاب در آیندهاي نزدیک، در بیشتر نقاط جهان، نه یک انتخاب داوطلبانه بلکه ضرورتی اجتناب ناپذیر خواهد بود .
کادمیوم از عناصر سنگین و غیرضروري براي گیاه است و به طرق مختلف وارد خاکهاي کشاورزي شدهاست. Cd با تعادل آبی گیاه برهمکنش دارد و با کاهش میزان تعرق و مقدار نسبی آب برگ میتواند موجب تنش در گیاهان شود Zn . - Sarwar et al. 2010 - از عناصر ضروري براي گیاه برنج است و داراي چندین نقش بیولوژیکی در این گیاه از جمله سنتز سیتوکروم و نوکلئوتیدها، متابولیسم اکسین، تولید کلروفیل، فعال سازي آنزیم و تکامل غشا می- باشد
هدف از این مطالعه بررسی تاثیر مصرف Cd و Zn بر میزان رشد گیاه و کارایی مصرف آب در دو شرایط رطوبتی در دو رقم برنج میباشد.
مواد و روشها
براي انجام این تحقیق یک خاك لوم رسی با این هدف که مقدار Zn و Cd آن کم باشد، انتخاب و به اتاق رشد منتقل گردید. پس از گذراندن از الک 2 میلیمتري، به خوبی مخلوط شده، با سه سطح کادمیوم 0 - ، 5 و10 میلیگرم بر کیلوگرم خاك از منبع نیترات کادمیوم - تیمار شد و سه بار چرخه خشک و مرطوب شدن تا FC انجام گرفت. سپس مقادیر روي 0 - ، 5 و 10 میلیگرم بر کیلوگرم خاك از منبع نیترات روي - به همراه سایر عناصر مورد نیاز خاك N - و - P مطابق تجزیه خاك به خاك داده شد.
گلدانها به مدت دو هفته در شرایط غرقاب و غیرغرقاب - اشباع متناوب - قرار گرفتند، سپس کشت رقمهاي هاشمی - رقم غرقاب - و واندانا - رقم غیرغرقاب - انجام شد. در دوره طول دوره رشد گیاهان با آب مقطر آبیاري شدند. بعد از 90 روز گیاهان برداشت شدند. بعد از برداشت، سپس با آب مقطر شسته شده و در آون در دماي 70 درجه خشک و با ترازو توزین شدند. در طول دوره رشد گیاه برنج میزان آب مصرفی اندازهگیري گردید و سپس با فرمول زیر درصد کارایی مصرف آب محاسبه گردید. رسم نمودارها با Excel و تجزیه و تحلیل داده-ها با نرم افزار MSTATC و مقایسه میانگینها با آزمون دانکن در سطح احتمال %5 انجام شد.
:% W.U.E درصد کارایی مصرف آب، :a جرم آون خشک - 70 ˚C - نمونه گیاهی بخش هوایی - g - و :b مقدار آب مصرفی در طول دورهي رشد گیاه - - l
نتایج و بحث وزن خشک بخش هوایی
نتایج جدول تجزیه واریانس نشان داد که با تغییر شرایط از غرقاب به هوازي در هر دو رقم وزن خشک بخشهوایی کاهش یافت که این کاهش در رقم هاشمی بیشتر بود. نتایج مشابهی توسط - 2009 - Baker گزارش شده است. مصرف Zn در هر دو رقم وزن خشک بخشهوایی را افزایش داد . البته این افزایش در رقم هاشمی در سطح سوم Zn معنیدار نبود. با افزایش سطوح Cd مصرفی در هر سطح Zn، وزن خشک بخشهوایی ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت - شکل Zn . - 1 ممکن است از گیاهان در مقابل سمیت Cd از طریق افزایش فعالیت آنزیمهایی مثل سوپر اکسید دیسموتاز - یک آنزیم داراي - Zn و همچنین رقابت با Cd براي پیوند با گروههاي –SH آنزیمها و پروتئینهاي غشا محافظت کند
شکل -1 اثر متقابل سطوح Zn و Cd بر وزن خشک بخش هوایی
میزان آب مصرفی
با تغییر رژیم رطوبتی از غرقاب به غیرغرقاب در هر دو رقم میزان آب مصرفی کاهش یافت. پیرمرادیان و همکاران - 1382 - گزارش کردند که آبیاري بارانی و غرقاب متناوب به طور معنیداري باعث کاهش آب مصرفی و افزایش کارایی مصرف آب میگردد . آنان آبیاري به شیوه غرقاب متناوب را با توجه به صرفه جویی 36 درصدي در آب مصرفی و عدم کاهش عملکرد دانه در استان اصفهان توصیه کردند. با مصرف Cd در سطح اول Zn ابتدا مقدار آب مصرفی افزایش و سپس تغییر معنی داري نکرد. در سطح دوم Zn مصرف Cd تاثیر معنی داري بر میزان آب مصرفی نداشت. در سطح سوم Zn این کاهش داد
شکل -2 برهمکنش سطوح Zn وCd بر میزان آب مصرفی شکل -3 برهمکنش رژیم رطوبتی و رقم برنج بر کارایی مصرف آب
