بخشی از مقاله
چکیده
اثر آماده سازی بذر بر روند جوانه زنی بذر و رشد اولیه گایهچه ذرت تحت شرایط تنش خشکی در یک پژوهش آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل دو عاملی - 3×5 - بر پایه بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد به طوری که آماده سازی بذر در دو سطح - آماده سازی با آب و نیترات پتاسیم - و تنش خشکی - اعمال شده با پلی اتیلن گلیکول - 6000 در پنج سطح پتانسیل شامل صفر، -0/3، -0/6، -0/9 و -1/2 اعمال گردید.
نتایج نشان داد که جوانهزنی بذر ذرت به طور منفی تحت تاثیر کاهش پتانسیل اسمزی قرار گرفت. به طوری که با کاهش پتانسیل اسمزی، خصوصیات جوانه زنی بذر ذرت شامل درصد جوانه زنی، وزن تر گیاهچه، وزن خشک گیاهچه، طول ریشه چه و طول ساقه چه کاهش یافت. در شرایط تنش خشکی، ساقه چه بذور پیشتیمار نشده در پتانسیل اسمزی -0/9 مگاپاسکال و کمتر ظهور پیدا نکرد. با این حال، هر دو روش پیشتیمار - آب و نیترات پتاسیم - عملکرد جوانهزنی بذر ذرت را در شرایط تنش خشکی بهبود بخشیدند که در این مورد اثر پیشتیمار آبی بیشتر از پیشتیمار با نیترات پتاسیم بود.
.1 مقدمه
بسیاری از مزارع در زمان جوانهزنی، بذرها با تنش های محیطی روبرو می شوند. به طوری که در زمینهای خشک، حساسترین مرحله رشد گیاه مرحله جوانهزنی و رشد اولیه گیاهچه است چرا که بر استقرار گیاه در مزرعه، تراکم نهایی گیاه و عملکرد نهایی محصول تاثیر گذار است بنابراین، اهمیت کاشت بذور با کیفیت بالای جوانه زنی در شرایط نامطلوب محیطی، از جمله خشکی، ضروری است. از آنجا که کشور ایران شامل منطقه ای خشک و نیمه خشک می باشد که بویژه در سال های اخیر کمبود بارندگی ها منجر به تشدید مشکلات کمبود آب شده است، مرحله جوانه زنی بذور گیاهان زراعی نیز متاثیر از آن تاثیر می پذیرد.
در شرایط تنش خشکی در صورتی که بذر بتواند سریعتر جوانه بزند و گیاهچه های قوی تولید کند، مقاومت آن در برابر تنش خشکی بیشتر خواهد شد.[12]از آنجا که تنش خشکی معمولاً باعث تاخیر در جوانه زنی بذور گیاهان زراعی میشود، استفاده از روش های مناسب جهت بهبود جوانه زنی و رشد بعدی گیاهچه ضروری است. از جمله این روشها، پیش تیمار بذر با استفاده از محلول های مختلف یا آماده سازی بذر می باشد.
آماده سازی یک تیمار قبل از کاشت است که بر روی بذور گیاهان زراعی اعمال می شود. به طوری که بذور در محلول هایی مانند آب قرار می گیرند. در اینصورت فعالیت های متابولیکی جوانه زنی بذر شروع می شود و قبل از خروج ریشه چه از بذر، بذور از محلول خارج می شوند. در این شرایط با کاشت بذر در مزرعه، جوانه زنی سریعتر رخ می دهد چرا که بذر برخی از مراحل لازم برای جوانه زنی را قبلا پشت سر گذاشته است .[6] تاثیر مثبت آماده سازی بذر در بهبود جوانه زنی بذور در خیلی از گیاهان زراعی از جمله گندم، چغندرقند، سویا و آفتابگردان مورد تایید قرار گرفته است
با توجه به تاثیر مثبت آماده سازی بذر در بهبود روند جوانه زنی بذور گیاهان زراعی، در این پژوهش تلاش شده است تا ضمن بررسی اثر آماده سازی بذر ذرت با آب و نیترات پتاسیم بر جوانه زنی و رشد گیاهچه، اثرات احتمالی آماده سازی بذر در کاهش اثرات منفی تنش خشکی بر بذر ذرت مورد ارزیابی قرار بگیرد.
.2 مواد و روشها
یک پژوهش آزمایشگاهی به صورت فاکتوریل دو عاملی - 3×5 - بر پایه بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد تا اثر آماده سازی بذر با استفاده از پیش تیمارهای آب و نیترات پتاسیم بر کاهش اثرات تنش خشکی در مرحله جوانه زنی و رشد اولیه گیاهچه ذرت مورد بررسی قرار بگیرد. عامل اول پیش تیمار آمادهسازی بذر - شاهد یا بدون پیش تیمار اماده سازی، آماده سازی بذر با استفاده از آب و آماده سازی بذر با استفاده از نیترات پتاسیم - و عامل دوم تنش خشکی - اعمال شده با استفاده از پلی اتیلن گلیکول - 6000 با سطوح پتانسیل اسمزی - صفر، -0/3، -0/6، -0/9 و -1/2 مگاپاسکال - بود. جهت اعمال پیش تیمار آب، بذور در آب مقطر به مدت 18 ساعت دردمای 25 درجه سانتی گراد درون انکوباتور قرار گرفتند. در پیش تیمار با استفاده از نیترات پتاسیم، بذور در محلول 500 ppm نیترات پتاسیم در دمای 25 درجه سنتی گراد به مدت 2 ساعت قرار داده شدند.
بعد از اعمال پیش تیمارهای آماده سازی، نمونههای بذری سه بار با استفاده از آب مقطر شستشو داده و سپس به رطوبت اولیه قبل از اعمال پیش تیمارهای آماده سازی 10 - درصد - برگردانده شدند. سپس بذور جهت بررسی اثر تنش خشکی و همچنین آماده سازی بر خصوصیات جوانه زنی بذر ذرت در شرایط استاندارد جوانه زنی قرار گرفتند. بدین صورت که سه تکرار 50 عددی از بذور ذرت بین کاغذ دولایه جوانهزنی قرار داده شدند و جهت جلوگیری از اتلاف رطوبت، کاغذهای جوانه زنی همراه با بذور درون آن در یک کیسه پلاستیکی قرار داده شدند و در دستگاه جوانه زنی در دمای 12 درجه سانتی گراد به مدت 10 روز قرار داده شدند.
بذور زمانی جوانه زنده در نظر گرفته می شدند که ریشه چه آنها به اندازه دو میلی متر رشد کرده باشد. در پایان آزمون، درصد بذور جوانه زده، وزن تر گیاهچه، وزن خشک گیاهچه، طول ریشه چه و طول ساقه چه اندازه گیری شدند. در پایان، تجزیه واریانس دادهها با استفاده از نرم افزار MSTATC و مقایسه میانگینها با استفاده از آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال معنی دار شدن صفت انجام شد.
.3نتایج و بحث
نتایج نشان داد که تنش خشکی - اعمال شده با محلول های پلی اتیلن گلیکول - بر جوانه زنی و رشد گیاهچه ذرت تاثیر معنی داری داشت - جدول یک - . به طوری که با افزایش غلظت پلی اتیلن گلیکول، درصد جوانه زنی، وزن تر گیاهچه، وزن خشک گیاهچه، طول ریشه چه و طول ساقه چه به طور معنی داری دچار کاهش شدند - جدول دو - . تاثیر تنش خشکی بر طول ساقهچه بیشتر از سایر ویژگیهای جوانه زنی ذرت بود به طوری که در غلظتی از پلی اتیلن گلیکول که ایجاد پتانسیل -1/2 مگاپاسکال می کرد، گیاهچه بذر ذرت ظهور پیدا نکرد - جدول دو - . این مورد برای بذور آماده سازی نشدهی ذرت در پتانسیل -0/9 مگاپاسکال نیز رخ داد.
آماده سازی بذر با پیش تیمارهای آب و نیترات پتاسیم واکنش اجزای جوانه زنی ذرت به تنش خشکی را بهبود بخشید. در این مورد اثر پیش تیمار آب بهتر از نیترات پتاسیم بود - جدول دو - . با این حال در شدت های بالای تنش خشکی، تاثیر آماده سازی بذر بر بهبود جوانه زنی بذر ذرت ناچیز بود به طوری که در پتانسیل -1/2 مگاپاسکال جوانه زنی بذر ذرت رخ نداد و در این مورد آماده سازی بذر نتوانست موثر باشد.
جدول یک. تجزیه واریانس تاثیر آماده سازی بر کاهش اثرات تنش خشکی در طول جوانه زنی بذر و رشد گیاهچه ذرت.
جوانه زنی و رشد بعدی گیاهچه ذرت با اعمال هر دو پیش تیمار آمادهسازی، بهبود یافت. با تاثیر مثبت پیش تیمار بر جوانه-زنی، مدت زمان لازم برای جوانهزنی بذر بویژه در شرایط شدید تنش نیز کاهش می یابد. در این صورت بذر از اثرات تنش خشکی آسیب کمتری می بیند که ین امر میتواند به دلیل سرعت بیشتر جذب آب توسط بذرهای پیشتیمار شده باشد
بهبود جوانهزنی بذر به دلیل انجام پیشتیمار در شرایط تنش خشکی در ذرت، با نتایج بدست آمده در مورد چغندرقند مطابقت دارد .[14] برتری پیشتیمار با آب در مقایسه با نیترات پتاسیم در بهبود جوانهزنی ارزن میتواند به این دلیل باشد که بذرها در آب به مدت بیشتری در مقایسه با نیترات پتاسیم قرار گرفتند [3] به طوری که در مورد آفتابگردان گزارش شده است که روند جوانه زنی آن با افزایش مدت پیشتیمار بهبود یافت .[2] با این حال، در تحقیق حاضر، نیترات پتاسیم بر جوانهزنی بذر ذرت در شرایط تنش خشکی تاثیر مثبت داشت. این موضوع نشان میدهد تجمع نیترات پتاسیم در جنین در طول آمادهسازی بذر، بر جنین اثر سمی ندارد .
اگر چه تنش خشکی - اعمال شده با پلی اتیلن گلیکول - با ایجاد پتانسیل اسمزی جوانه زنی بذر را کاهش داد اما پلی اتیلن گلیکول اثر سمی بر بذرهای ذرت نداشت، چرا که با حذف پلی اتیلن گلیکول، تمامی بذور جوانه زدند. نتایج سایر تحقیقات نشان داده است که مولکولهای پلی اتیلن گلیکول وارد بذر نمیشوند
پیشتیمار بذر نه تنها روند جوانهزنی بذر ذرت را بهبود بخشید، بلکه رشد بعدی گیاهچه نیز با اعمال پیشتیمار بهبود یافت. با اعمل پیشتیمار آب، رشد ریشهچه نسبت به ساقهچه در شرایط تنش خشکی بیشتر بهبود یافت که با نتایج مشاهده شده در مورد آفتابگردان مطابقت دارد که طوری که گزارش شده است رشد ریشهچه و ساقهچه آفتابگردان در پتانسیلهای اسمزی -0/6 مگاپاسکال و بیشتر به طور معنیداری کاهش یافت [5] که با نتایج آزمایش حاضر همخوانی دارد. در هندوانه نیز نتایج مشابهی گزارش شده است به طوری که اعمال پیشتیمار آب، رشد گیاهچه هندوانه را بهبود یافت
