بخشی از مقاله
چکیده
به منظور ارزیابی تأثیر کاربرد باکتریهای افزاینده رشد گیاه بر جوانهزنی و رشد اولیه کلزا در شرایط تنش شوری، آزمایشی در آزمایشگاه تحقیقات بذر دانشکده علوم و مهندسی زراعی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران به صورت فاکتوریل در قالب بلوکهای کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا گردید تیمارهای آزمایشی شامل سه چهار شوری شامل شاهد - بدون شوری - ، -4، -6 و -8 بار و سه پیشتیمار مختلف باکتریایی - سودوموناس 4، سودوموناس 187 و بدون تلقیح - بود.
اعمال تنششوری منجر به کاهش معنیدار جوانهزنی و رشد اولیه گیاهچه گردید که این کاهش در تیمار شاهد - عدم پیش تیمار بذر - در بیشترین مقدار خود مشاهده شد. بهکارگیری پیش تیمار باکتری سودوموناس نقش مؤثری در تعدیلاثرات منفی شوری بر صفات مورد ارزیابی داشتند.
مقدمه
شوری و تجمع املاح در سطح خاک، یکی از مهمترین تنش های غیرزیستی محدود کنندهی تولید محصولات کشاورزی در مناطق خشک و نیمهخشک میباشد که موجب کاهش عملکرد و سطح زیر کشت میشود . - 3 - بر طبق برآورد بخش محیط زیست سازمان ملل متحد،تقریباً 20 %از اراضی کشاورزی و % 50 از زمینهای زراعی قابل کشت در دنیا تحت تنش شوری است - 20 . - 10 درصد کل اراضی ایران 34 - میلیون هکتار - تحت تأثیر شوری قرار دارد
اثرات عمده ی شوری شامل :اثر اسمزی، اثر سمیت یو نهای ویژه، اثر تخریبی بر خصوصیات فیزیکی خاک، اثر بر فعالیتهای زیستی و زیست شیمی در خاک میباشد. برای مقابله با مشکل شوری می توان از روشهای بهزراعی - بهبود مدیریت آبیاری - ، کاشت بذر در نقاط مناسب، استفاده بهینه از کودهای شیمیایی و روشهای بیولوژیکی، بهنژادی - ارقام مقاوم به شوری - استفاده کرد
درخصوص شوری تعریف های مختلفی ارائه شده است، اما به طورکلی، خاکهایی که هدایت الکتریکی آنها بالاتر از چهار دسیزیمنس بر متر باشد، خاکهای شور نامیده میشوند . - 16 - در بیشتر گیاهان زراعی، مرحله جوانهزنی حساس ترین مرحله به تنش شوری تلقی میشود
شوری با افزایش فشار اسمزی و درنتیجه کاهش جذب آب و همچنین از طریق اثرات سمی یونی جوانهزنی بذرها را تحت تأثیر قرار میدهد لذا عمدهترین مشکل پیش رو در راستای تولید محصول در این مزارع مربوط به جوانهزنی و استقرار مناسب گیاهچه است . ظهور سریع و یکنواخت گیاهچهها عاملی مهم در دستیابی به عملکرد کمی و کیفی بالقوه گیاهان زراعی میباشد
کلزا مقام سوم را پس از سویا و نخل روغنی در تأمین روغن جهان دارد - 15 - از طرفی افزایش روز افزون تقاضا برای روغن کلزا و نیاز به تنوع زراعی، سطح زیر کشت این محصول را درمناطقی که خاک آنها، استعداد شور شدن را دارد، افزایش خواهد داد - - 11 اگر چه کلزا ازجمله گیاهان روغنی بردبار به شوری محسوب میشود و دربعضی منابع، تحمل آن درحد گندم، عنوان شده است، اما خاکهای شور یا آبیاری با آبهای شور، پتانسیل حاضر تولید کلزا را در معرض خطرقرار میدهد شوری خاک، ظهور برگها و تشکیل اولین میانگره ها در کلزا را به تأخیر میاندازد و پوشش سبز را کاهش میدهد .ادامه تنش در مراحل بعدی رشد، موجب کاهش ارتفاع گیاه، تعداد غلاف و تعداد دانه میشود.
امروزه فناوری های مختلفی در جهت ارتقای کیفیت بذر با هدف افزایش درصد، سرعت و یکنواختی جوانهزنی و استقرار بهتر گیاهچه تحت شرایط نامساعد محیطی توسط محققین مورد ارزیابی قرار گرفته است . یکی از این فناوریها، تیمار پیش از کاشت و یا پرایمینگ بذر میباشد . - 5 - پرایمینگ فناوری است که به واسطه آن بذرها پیش از قرار گرفتن در بستر کشت از لحاظ فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی آمادگی جوانهزنی را به دست می آورند .این امر سبب تغییرات زیستی و فیزیولوژیکی زیادی در بذرها و همچنین گیاه حاصل از آن می گردد، به طوری که نتیجه آن جوانهزنی بهتر و استقرار مناسب گیاهچه است
امروزه، تقویت زیستی بذر با به کارگیری باکتریهای افزاینده رشد گیاه از جمله کارآمدترین روشهای پرایمینگ بذر بوده و در حال جایگزینی تدریجی با تیمارهای شیمیایی می باشد .باکتریهای افزاینده رشد گیاه ازطریق سازوکار های متفاوت بر شاخص های مختلف رشد تأثیر میگذارند . از جمله این سازوکار ها می توان به تولید وترشح تنظیم کنندههای رشد مثل اکسینها، جیبرلینها ،سیتوکنینها، تثبیت نیتروژن، توان حل کنندگی فسفاتهای نامحلول و سایر عناصر غذایی و نیز کنترل عوامل بیماری زای گیاهی اشاره کرد
عمده باکتریهای محرک رشد گیاه که استفاده از آنها در تحقیقات سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته به جنسهای آزوسپریلیوم، ازتوباکتر، سودوموناس و ریزوبیوم مربوط میباشند . - 23 - بررسی تأثیر سویههای مختلف آزوسپریلوم نشان داد که این باکتریها می توانند مقاومت گندم را به شوری و درنهایت عملکرد گیاه را نسبت به تیمار شاهد افزایش دهند . - 21 - مطالعات دیگر نشان داد که باکتریهای محرک رشد گیاه باعث افزایش رشد گیاهان و گسترش ریشه آنها میشوند . - 13 - همچنین در یک بررسی گلخانهای عکسالعمل ذرت به پیش تیمار باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن و فسفر در بیشتر شاخصهای رشد مثبت بوده است
محققین نشان دادند که لیپواولیگوساکارید تولید شده توسط باکتریها جوانهزنی بذرهای ذرت، برنج و آرابیدوپسیس را تحریک کرده و نیز رشد اولیه گیاهچه راافزایش داد . - 19 - همچنین مطالعات نشان داده است که تلقیح سویا با سودوموناس و ریزوبیوم ژاپونیکوم جوانهزنی و ایستادگی گیاهچه را بهبود بخشید
با توجه به اثرات مثبت باکتریهای محرک رشد در بهبود جوانهزنی و استفرار گیاهچه در شرایط نا مساعد محیطی، این پژوهش با هدف بررسی اثرات سودوموناس بر صفات جوانهزنی و قوه نامیه کلزا تحت تنش شوری دنبال میشود.
مواد و روشها
این پژوهش در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر دانشکاه تهران - پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج - در تابستان سال 1391 اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد .
یمارهای آزمایشی شامل چهار سطح تنش شوری شامل: صفر - بدون تنش شوری - ، -4، -6 و -8 بار و پیشتیمار باکتری در سه سطح، شامل: بدون تلقیح، سودوموناس 4 و سودوموناس 187 بودند. بذرها و باکتریهای مورد استفاده برای اجرای آزمایش به ترتیب از مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر - کرج - و آزمایشگاه میکروبیولوژی خاک دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران تهیه گردید . به منظور ضدعفونی کردن بذرها قبل از کشت، بذرها به مدت 30 ثانیه در محلول ویتاواکس 3 درهزار قرار گرفتند و بلافاصله چندین بار با آب مقطر شسته شدند .
برای اجرای تیمار تلقیح باکتریایی میزان هفت میلی لیتر مایه تلقیح که هر میلیلیتر آن دارای 107 عدد باکتری زنده و فعال بود، مورد استفاده قرار گرفت . بذرهای هر تیمار درون ظرفهای پتریدیش با افزودن مایه تلقیح و آغشته کردن آنها تیمار شدند و به منظور تکمیل تلقیح به مدت 10 دقیقه در مایع تلقیح باقی ماندند. در مرحله بعد، در هر تکرار از هر تیمار تلقیح باکتریایی 50 بذر در داخل پتری دیش بر روی کاغذ صافی قرار داده شد و بسته به تیمار آزمایشی از آب مقطر یاآب با شوری مورد نظر اضافه و درب آنها را با پارافیلمکاملاً بسته و برای جوانه زنی به ژرمیناتور با رطوبت نسبی 70درصد و درجه حرارت 20 درجه سانتیگراد منتقل گردید .در طول آزمایش هر روز بذرها از نظر جوانهزنی و نیاز به افزودن محلول مورد بررسی قرار گرفتند. معیار بذرهای جوانهزده خروج ریشهچه به اندازه دو میلیمتر بود با شمارش روزانه بذرهای جوانهزده، درصد جوانهزنی و سرعت جوانهزنی بذر با استفاده از رابطههای زیر محاسبه گردید:
× 100 تعداد بذرهای جوانهزده تا آخرین روز شمارش = استقرار گیاهچه تعداد کل بذرها
جهت محاسبه سرعت جوانهزنی از شاخص تایمسون استفاده گردید:
که در آن GR سرعت جوانهزنی و G تعداد بذرهای جوانهزده در هرروز و t روز شمارش میباشد.
در پایان دوره آزمایش طول ریشهچه، ساقهچه و طول گیاهچه اندازهگیری شد و با استفاده از دادههای حاصل شاخص طولی بنیه گیاهچه تعیین گردید:
قابلیت جوانهزنی × طول گیاهچه= شاخص بنیه گیاهچه
برای تعیین قوه نامیه بذرها نیز از رابطه زیر استفاده شد:
درصد خلوص × درصد جوانهزنی نهایی= قوه نامه بذر
در نهایت، تجزیه و تحلیل دادههای حاصل از اندازهگیری صفات با استفاده از نرم افزارMSTATC صورت گرفت..و مقایسه میانگین هر صفت با استفاده از آزمون چنددامنهای دانکن در سطح احتمال پنج درصد انجام شد.
