بخشی از مقاله
چکیده :
به منظور بررسی عکسالعمل فیزیولوژیک - آنزیمها و قندها - جو و خلر به کود زیستی ورمی کمپوست و کشت مخلوط تحت تنش خشکی آزمایشی در طی سال زراعی 1390-91 در اراضی منطقه کمالوند خرمآباد در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی با سه تکرار بصورت فاکتوریل اجراء شد فاکتورها شامل کشت مخلوط جو و خلر - %100 خلر، %75 خلر: %25 جو، %50 خلر: %50 جو، %25 خلر: %75 جو، %100 جو - و کود زیستی - کود تلفیقی، کود ورمی کمپوست و کود شیمیایی فسفات آمونیوم - بود. اثر متقابل دو فاکتور کشت مخلوط و کود زیستی بر میزان قند محلول، قند نامحلول و آنزیمهاي کاتالاز و پراکسیداز در خلر و جو در سطح احتمال یک درصد معنیدار گردید.
بیشترین قند نامحلول برگ و ریشه خلر مربوط به کود تلفیقی و %100 خلر و بیشترین قند محلول برگ و ریشه جو مربوط به کود شیمیایی وکشت مخلوط 75 %خلر: %25 جو بود. کمترین میزان پراکسیداز ریشه خلر 0/014 - میلیگرم بر گرم - مربوط به کود ورمی کمپوست و کشت مخلوط %25 خلر: % 75 جو و بیشترین کاتالاز برگ و ریشه و پراکسیداز ریشه جو مربوط به کود ورمی کمپوست و %100 جو میباشد. طبق نتایج حاصله، مشاهده شد که در شرایط دیم بسته به اندام گیاهی، گونه گیاهی - جو یا خلر - ، نسبت اختلاط در کشت مخلوط از نظر رقابت بر سر عوامل محیطی و نور و تثبیت نیتروژن توسط لگوم و نوع منبع تأمین مواد غذائی واکنش فیزیولوژیک گیاه از لحاظ قندها و آنزیمها متفاوت بود.
.1 مقدمه
کشاورزي سنتی ایران بر پایه استفاده حداکثر از عوامل محیطی بوده و استفاده از روابط بین گیاهان و مبارزه با آفات و بیماريها به کشت مخلوط مبادرت میورزیدند. کشت مخلوط به صورت کاشت دو یا چند گونه زراعی با یکدیگر در مناطق گرمسیري جهان به طور گستردهاي متداول میباشد. در حال حاضر این نظام کشت در مناطق معتدل نیز به سرعت در حال گسترش است.
از ویژگیهاي این سیستم کشت در تولید گیاهان علوفهاي میتوان به ثبات محصول و صرفه جویی در وقت و انرژي، کاهش فرسایش و افزایش حاصلخیزي خاك و بدست آوردن یک ترکیب متعادل در جیره غذایی دام اشاره کرد.[2]سیستم تک کشتی منجر به کاهش عملکرد و در آمد کشاورزان میشود لذا یک گزینه پایدار و سودمند بایستی جایگزین سیستم تک کشتی غلات شود که در این میان کشت لگومها به همراه غلات در بسیاري از مناطق نیمه خشک دنیا سودمند معرفی شده است
تنش خشکی در حقیقت کاهش پتانسیل آب خاك است، در چنین شرایطی گیاه به منظور ادامه جذب آب، از طریق تجمع ترکیبات اسمزي از جمله قندهاي محلول و پرولین، پتانسیل اسمزي خود را کاهش میدهد و به عبارتی تنظیم اسمزي صورت میگیرد.[6] تجمع پرولین، قندهاي محلول و سایر متابولیتها به منظور تنظیم اسمزي در گیاهان مختلف گزارش شده است.
در دوره تنش، گیاه به منظور گریز از پلاسمولیز و ادامه تورژسانس در سلولهاي خود، مولکولهاي درشت نظیر نشاسته را به ساکارز و سپس مولکولهاي کوچکتري مانند گلوکز و فروکتوز تبدیل میکنند که این موضوع موجب منفیتر شدن پتانسیل آب در سلولها و تنظیم اسمزي میشود. علاوه برآن کاهش مصرف قند نیز عامل دیگري براي افزایش غلظت قندهاي محلول در سلول میباشد.
کاهش میزان قندهاي محلول در تیمارهاي تنش شدید میتواند به دلیل مصرف قندها در سنتز متابولیتهایی چون پرولین در اندام هوایی باشد.[4] خشکی نه تنها رشد و نمو گیاهان را کاهش میدهد، بلکه موجب تغییر در مسیر برخی از فرآیندهاى متابولیسمی نیز میگردد.[3] این تغییرات میتواند گیاه را در مقابل استرس مقاوم سازد. در واقع سازش با خشکی به واکنش هایی نیاز دارد تا از طریق آن فرآیندهاى متابولیسمی اولیه ادامه پیدا کند و گیاه را براى مقابله با آن آماده کند. در طی خشکی دراز مدت انتقال مواد به علت کاهش آب قابل دسترس منجر به تغییر غلظت برخی از متابولیتها میشود.
از سوى دیگر میزان محلولهاى سازگار به خشکی نظیر قندها، قندهاى الکلی، آمینواسیدهاى ویژه نظیر پرولین، گلیسین و بتائین افزایش مییابد. تحقیقات متعددى در زمینه نقش کربوهیدراتهاى محلول و افزایش آنها تحت شرایط تنشهاى گوناگون صورت پذیرفته است که همگی بر نقش ترکیبات مذکور در تنظیم اسمزى سلول دلالت دارند. یکی از راهکارهاي مناسب گیاهان در پاسخ به تنش خشکی افزایش مواد محلول و فعال اسمزي است که با حفظ خاصیت آبگیري و تورژسانس سلول، انجام فرآیندهاي متابولیسمی را از خطرات کمبود آبی ایمن می سازد که از جمله این ترکیبات می توان به کربوهیدراتهایی نظیر گلوکز، فروکتوز، ساکارز و دیگر پلیساکاریدها اشاره کرد
برخی از محققین پس بررسیهاي انجام شده نشان دادند که اثر مصرف کمپوست، ورمی کمپوست و کودهاي دامی بر روي گیاه زیره سبز در تمامی تیمارها بین عملکرد بیولوژیک به دست آمده با عملکرد بیولوژیک تیمار شاهد اختلاف معنیداري وجود دارد. در بین تیمارها نیز تیمار ورمی کمپوست داراي بیشترین عملکرد بیولوژیک بود و اختلاف معنیدار بین آن و سایر تیمارها وجود داشت. همچنین در سایر تیمارها هر چند اختلاف معنیداري وجود نداشت ولی تیمارهاي کمپوست، کود گاوي و کود گوسفندي به ترتیب داراي بیشترین عملکرد بیولوژیک بودند. کودهاي آلی همچون ورمی کمپوست با افزایش میزان عناصر غذایی در دسترس گیاه و آزاد سازي تدریجی آنها باعث افزایش رشد گیاه شده و میزان بیوماس تولیدي را افزایش میدهند.
هدف از اجراي این آزمایش تعیین عکسالعمل گیاه به تیمارهاي کودي از طریق تغییر خصوصیات درون سلولی و همچنین تأثیر بکارگیري کود زیستی در کشت مخلوط که می تواند توان تولید کمی و کیفی گیاهان علوفهاي را تحت شرایط دیم بالا ببرد اجراء شد.
.2 مواد و روشها
این تحقیق در قالب طرح بلوكهاي کامل تصادفی بصورت فاکتوریل با سه تکرار در سال زراعی 1390-91 در منطقه کمالوند خرم آباد انجام شد. فاکتورهاي مورد بررسی شامل کود زیستی - ورمی کمپوست، کود شیمیایی فسفات آمونیوم و کود تلفیقی - و کشت مخلوط جو و خلر - %100 خلر: %75 خلر: %25 جو، % 50 خلر: %50 جو، %25 خلر: % 75 جو، %100 جو - بود .
خاك مزرعه داراي بافت سیلتی کلی لوم بود. عناصر غذایی مورد نیاز قبل از کاشت به خاك اضافه، و کودهاي مختلف با یکدیگر مخلوط و در وسط پشته در عمق 15 تا 20 سانتیمتري به خاك اضافه شدند. کاشت به صورت کپهاي که دو بذر در هر کپه در عمق 2 تا 3 سانتیمتري وسط پشته با فاصله 10 سانتیمتر بین بوتههاي روي ردیف، کاشته شد. در زمان تنک در مرحله 4 تا 6 برگی یک بوته سالم و قوي نگهداري و بقیه بوتهها حذف گردیدند.
در مرحله گلدهی صفات فیزیولوژیکی شامل قند محلول و نامحلول، آنزیم کاتالاز و پراکسیداز اندازهگیري شد. جهت اندازه-گیري و مطالعه برخی تغییرات بیوشیمیایی گیاه مورد مطالعه، در مرحله گلدهی که یکی از مراحل حساس در تنشها میباشد در هر پلات از کرتهاي مختلف بصورت تصادفی چند نمونه برگ انتخاب شده و سپس براي انجام آزمایشات مختلف به آزمایشگاه منتقل شد. برگهاي برداشت شده در مزرعه آزمایشی براي سنجش آنزیمها با طول موج 530 نانومتر و سنجش قندها در طول موج 485 نانومتر در آزمایشگاه زیست گیاهی با دستگاه اسپکتروفتومتري سنجش شدند. براي تجزیه و تحلیل آماري از نرم افزار spss و رسم نمودارها از نرم افزار Excel استفاده شد.
3. نتایج و بحث
3.1. قندها
.1.1.3 قندهاي محلول
اثر متقابل دو فاکتور کود زیستی وکشت مخلوط بر میزان قند محلول در جو و خلر درسطح احتمال %1 معنیدار بود. بیشترین میزان قند محلول در برگ خلر مربوط به %75 - F3M2 خلر %25 + جو وکود تلفیقی - و %100 - F3M1 خلر و کود تلفیقی - و %100 - F2M1 خلر و کود شیمیایی - ، در برگ جو مربوط به %75 - F2M2 خلر %25 + جو وکود شیمیایی - ، در ریشه خلر %75 - F3M2 خلر%25 + جو و کود تلفیقی - و در ریشه جو %75 - F2M2خلر%25+جو و کود شیمیایی - میباشد.
همچنین کمترین میزان آن در برگ خلر %75 - F2M2 خلر %25 + جو و کود شیمیایی - ،در ریشه خلر مربوط به%50 - F2M3 خلر %50 + جو وکود شیمیایی - ، در برگ جو %50 - F2M3 خلر%50+ جو و کود شیمیایی - و %50 - F1M3 خلر%50+ جو و کود ورمی کمپوست - و %25 - F2M4 خلر %75 + جو و کود شیمیایی - ، در ریشه جو مربوط به %100 - F3M5 جو و کود تلفیقی - میباشد.
ملاحظه میشود که واکنشهاي گونههاي مختلف گیاهی و اندام مختلف گیاه از نظر قندهاي محلول به فاکتورهاي محیطی مانند رقابت در کشت مخلوط و نوع کود متفاوت است. علت را میتوان در وجود تنش خشکی ناشی از شرایط دیم، رقابت دو گیاه خلر و جو در کشت مخلوط بر سر نور و سایر منابع محیطی، قدرت تثبیت نیتروژن توسط لگوم - خلر - و همچنین تغییر در تعادل عناصر غذایی در گیاه به واسطه تفاوت در نوع منبع غذایی - کود - جستجو نمود.
