بخشی از مقاله
چکیده
آزمایشی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در دو شرایط تنش خشکی و نرمال بر روی 10 رقم جو به منظور شناسایی ژنوتیپهای متحمل به خشکی در ژنوتیپهای جو در مزرعه تحقیقاتی کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج در سال زراعی 1394 تنظیم و اجرا گردید. از شاخصهای تحمل به تنش خشکی شامل MP، GMP، TOL، STI، SSI و HARM جهت شناسایی ژنوتیپهای متحمل استفاده شد، همچنین میزان همبستگی بین این شاخصها نیز محاسبه گردید. با توجه به نتایج حاصل از ضرایب همبستگی شاخصهای تحمل به خشکی و عملکرد در شرایط تنش و عدم تنش، شاخصهای MP، GMP ، STI و HARM در شرایط تنش و بدون تنش همبستگی مثبت و معنیداری با عملکرد در سطح احتمال 1 درصد داشتند.
بنابراین ارقامی که میزان بالایی از این شاخصها را دارا باشند به عنوان متحملترین ارقام شناخته میشوند. شاخص TOL با عملکرد تحت شرایط تنش در سطح احتمال 5 درصد با میزان -0/807 همبستگی منفی داشته و با عملکرد در شرایط بدون تنش با میزان 0/454 همبستگی معنیداری نداشت. شاخص SSI همبستگی منفی و معنی داری با عملکرد تحت شرایط عدم تنش داشته و با عملکرد تحت شرایط تنش همبستگی معنیداری نشان نداد. نتایج حاصل از بررسی شاخصهای تحمل به خشکی نشان داند که رقم استرین بر اساس شاخصهای MP، GMP، TOL، STI و HARM متحملترین رقم است و شاخص SSI رقم نیمروز را به عنوان متحملترین رقم معرفی کرد.
مقدمه
تولید غذا در دنیا عمدتا بوسیله تنشهای محیطی محدود میشود. پیدا کردن نواحی عاری از تنش که در آن گیاهان زراعی بتوانند پتانسیل بالقوه عملکردشان را نشان دهند خیلی مشکل است. در میان تنشهای غیرزنده، خشکی از عمدهترین خطرات برای تولید موفق محصولات زراعی در ایران و دنیاست. ایران با متوسط نزولات آسمانی 240 میلیمتر در سال در زمره مناطق خشک و نیمهخشک طبقهبندی میگردد. بنابراین بخش زیادی از اراضی زیر کشت غلات در ایران در مناطق خشک و نیمه خشک قرار میگیرد. در این مناطق به علت کمبود منابع آب و بالا بودن مقدار تبخیر و تعرق عملکرد محصولات به شدت کاهش مییابد
جو یکی از مهمترین غلات می باشد که بعد از گندم بیشترین سطح زیر کشت را در ایران به خود اختصاص داده است. این محصول دارای دامنه انتشار و سازش اقلیمی وسیعی بود به طوری که گستردهترین دامنه کشت در این گیاه دیده میشود. در گذشته دانه جو در تغذیه مستقیم انسان نقش مهمی ایفا میکرده است ولی امروزه بیشترین مصارف جو در تغدیه دام، طیور و صنایع مالت میباشد. جو در تغدیه دامهای شیری،پرواربندی گوساله و گوسفند به مقدار فراوانی مصرف میشود
از میان عوامل کاهش دهنده عملکرد جو، تنش خشکی تاثیر منفی زیادی را دارا میباشد. تنش خشکی سبب کاهش ارتفاع گیاه، تعداد پنجه، تعداد پنجه بارور، تعداد سنبلچه در خوشه و وزن هزار دانه میشود که تاثیرات آن بستگی به زمان بروز تنش - مرحله نمو گیاه - دوام و شدت تنش دارد
از راههای افزایش عملکرد جو، کاهش تاثیرات منفی تنشهای محیطی مخصوصا تنش خشکی از طریق اصلاح ارقام مقاوم به خشکی است. به همین خاطر برای دستیابی به عملکرد بالا علاوه بر استفاده از روش های نوین به زراعی، باید مساله به نژادی یعنی یافتن ارقام متحمل به خشکی مورد توجه قرار گیرد. این امر برنامه گزینش ژنوتیپهای متحمل را هدفمند مینماید و این موضوع افزایش تولید در واحد سطح را به همراه خواهد داشت
نبی پور و همکاران - 1378 - در بررسی همبستگی صفات مختلف با عملکرد در دو شرایط نرمال آبیاری و تنش خشکی به این نتیجه رسیدند که تعداد همبستگیهای معنی دار در محیط نرمال آبی بیشتر از همبستگیهای معنیدار در محیط تنش خشکی میباشد. این افراد همبستگی صفات مختلف در دو محیط تنش و عدم تنش را بدین صورت عنوان میکنند. که در هر دو محیط - نرمال آبی و خشکی - قویترین همبستگی مثبت و معنیدار با عملکرد از آن صفات بیوماس، طول سنبله و تعداد دانه در سنبله میباشد و همچنین همبستگی معنیدار بین عملکرد در دو محیط وجود ندارد.
کرمی و همکاران - 1384 - ، به منظور ارزیابی مقاومت به خشکی، 26 ژنوتیپ جو را تحت شرایط فاریاب ودیم مورد برسی قرار دادند، شاخصهای تحمل به خشکی، از قبیل:
میانگین بهرهوری - MP - ، شاخص تحمل - - TOL، میانگین هندسی بهره وری - GMP - ، شاخص حساسیت به تنش - SSI - ، شاخص تحمل به تنش - STI - بر مبنای عملکرد دانه تک بوته در شرایط آبی - Yp - و دیم - Ys - ، محاسبه شدند. اختلاف بسیار معنیداری بین ژنوتیپ ها از نظر کلیه شاخصها وعملکردهای آبی و دیم وجود داشت که بیانگر وجود تنوع ژنتیکی در بین ژنوتیپها است و انتخاب برای تحمل به خشکی و دورگگیری برای مطالعات ژنتیکی و برنامههای اصلاحی را امکان پذیر میسازد. در شرایط آبی و دیم، بیشترین عملکرد و نیز بیشترین MP، GMPو STI متعلق به ژنوتیپهای رادیکال، Badia و سینا بود.
تحلیل همبستگی بین عملکرد دانه در تک بوته در شرایط آبی و دیم و شاخصهای تحمل به خشکی نشان داد که MP، GMP و STI مناسبترین شاخصها برای غربال کردن ژنوتیپهای جو میباشند. با توجه به این شاخصها و عملکرد بالا در دو محیط آبی و دیم، بهترین ژنوتیپهای متحمل به خشکی، ژنوتیپهای رادیکال، Badia، سینا، کویر و Terean78 تشخیص داده شدند.
نمودار چند متغیره بای پلات گابریل نیز، نشان داد که ژنوتیپ های رادیکال، Badia ، سینا، کویر و Terean78 در مجاورت بردارهای مربوط به شاخصهای تحمل به خشکی، یعنی MP ، GMP و STI قرار دارندضمناَ. ، از بین این پنج ژنوتیپ، سه ژنوتیپ کویر، رادیکال و سینا به دلیل عملکرد بالای آنها در شرایط دیم، بعنوان بهترین ژنوتیپها در کل معرفی شدند. همچنین توزیع ژنوتیپها در فضای بای پلات گابریل، وجود تنوع ژنتیکی بین ژنوتیپها نسبت به تنش خشکی را نشان داد. تجزیه کلاستر، ژنوتیپ ها را در هر دو شرایط در سه کلاستر جداگانه قرار داد که ژنوتیپهای متحمل به خشکی در هر دو شرایط در کلاسهای جداگانه قرار گرفتند.
هدف از اجرای این پژوهش، مطالعه پاسخ ارقام جو به تنش خشکی با استفاده ازشاخصهای تحمل به خشکی بود.
مواد و روشها
به منظور مطالعه تحمل به خشکی در آبان ماه سال 1393 بعد از عملیات تهیه زمین که شامل شخم، دیسک، تسطیح و ایجاد ردیفهای کشت بود، تعداد 10 رقم جو در منطقه کرج به صورت دو آزمایش نرمال و تنش خشکی طراحی و اجرا شد. ارقام مورد بررسی شامل: والفجر، نصرت، ماکوئی، کویر، گرگان4، زرجو، نیمروز، ریحان، گرگان و استرین بودند.
طرح مورد استفاده بلوکهای کامل تصادفی با 3 تکرار برای هر یک از آزمایش های تنش و عدم تنش بود، هر تکرار شامل 10 کرت، هر کرت شامل سه ردیف به طول 1 متر بود. فاصله ردیفها از هم 50 سانتیمتر در نظر گرفته شد. عملیات داشت شامل از بین بردن علفهای هرز، آبیاری و... به طور کامل انجام شدند. آبیاری مزارع مطابق نیاز گیاه تا زمان گلدهی به طور دقیق و یکنواخت انجام شد. به منظور ایجاد تنش خشکی در آزمایشهای تحت تنش، آبیاری بعد از مرحله گلدهی قطع گردید. در زمان رسیدن محصول، هر کرت به طور جداگانه برداشت و توزین گردید.
جهت تجزیه و تحلیل آماری از فرمولهای زیر در نرمافزار Excel استفاده شد.
نتایج و بحث
در این تحقیق شش شاخص مختلف که جهت تشخیص مقاومت بکار میروند، محاسبه گردید و در جدول 1 آورده شد. اولین شاخص محاسبه شده MP یا شاخص بهره وری متوسط است. این شاخص هر چه مقدارش بیشتر باشد آن رقم مطلوبتر است بر این اساس در منطقه کرج رقم استرین متحمل ترین و رقم ریحان حساسترین رقم از نظر این شاخص بود . شاخص بعدی، شاخص بهرهوری متوسط ژئومتریک فرناندز - GMP - میباشد. نتایج بدست آمده نشان داده که در منطقه کرج رقم استرین و رقم گرگان 4 به ترتیب متحملترین و حساسترین ارقام از نظرات شاخصGMP بودند. شاخص TOL یا شاخص تحمل بیانگر تفاوت بین عملکرد در هر دو شرایط بوده و هر چه مقدار آن کمتر برآورد شود تحمل بیشتر خواهد بود.
لذا در منطقه کرج ارقام استرین و والفجر به ترتیب متحملترین و حساسترین ارقام کشت شده بودند. شاخص محاسبه شده بعدی STIیا شاخص تحمل به تنش فرناندز است. با توجه به ماهیّت این شاخص میتوان دریافت که در منطقه کرج رقم استرین متحملترین و رقم ریحان حساسترین ارقام از نظر این شاخص بودند. چهارمین شاخص محاسبه شده، شاخص SSI یا شاخص حساسیت به تنش میباشد.
مقادیر SSI نشان داد که در منطقه کرج، رقم نیمروز متحملترین و رقم والفجر حساسترین ارقام از نظر شاخص SSI است. شاخص بعدی محاسبه شده، شاخص میانگین هارمونیک HARM میباشد که نشان داد متحملترین رقم استرین و حساسترین رقم، ریحان بوده و در نهایت شاخص محاسبه شده DSI یا شاخص حساسیت به خشکی در ارقام کشت شده و در منطقه کرج نشان داد که ارقام نیمروز و والفجر به ترتیب متحملترین و حساسترین رقمها از نظر حساسیت به خشکی بودند.
نتایج حاصل از بررسی میزان همبستگی شاخصهای مقاومت به خشکی در بین ارقام مورد بررسی در جداول 2 نشان داده شده است. بطور کلی شاخصهایی که در هر شرایط تنش و بدون تنش دارای همبستگی بالایی با عملکرد بودند به عنوان بهترین شاخصها معرفی شدند چرا که این شاخصها قادر به جدا کردن و شناسایی ارقام با عملکرد بالا در هر دو محیط میباشند
با توجه به نتایج ضرایب همبستگی شاخصهای مختلف و عملکرد در شرایط تنش و بدون تنش ملاحظه شد که شاخصهای MP، GMP، STI و HARM دارای ویژگی ذکر شده بود این شاخصها با عملکرد ارقام در هر دو محیط تنش و بدون تنش همبستگی مثبت و معنیداری در سطح احتمال 1 درصد دارند. بنابراین ارقامی که میزان بالایی از این شاخصها را دارا باشند به عنوان متحملترین ارقام شناخته شدند. شاخص TOL با عملکرد تحت شرایط تنش در سطح احتمال 5 درصد همبستگی منفی داشته و با عملکرد در شرایط تنش همبستگی معنیداری نداشت.
شاخص SSI همبستگی منفی و معنی داری با عملکرد تحت شرایط عدم تنش داشته و با عملکرد تحت شرایط تنش همبستگی معنی داری نشان نداد، بنابراین 2 شاخص مذکور نمیتوانند در شناسایی ارقام مقاوم به خشکی نقش داشته باشند.
نتایج حاصل از بررسی و تعیین بهترین شاخصهای متحمل به خشکی نیز مشخص کرد که شاخص MP، HARM ، STI و GMP شاخصهای مورد نظر ما بوده و گزینش بر اساس آنها باعث انتخاب ارقام مقاوم میگردد. و به این ترتیب ارقام استرین و گرگان مطلوبترین ارقام و دارای عملکرد بالا در هر دو شرایط تنش و عدم تنش رطوبتی شناخته شدند. نتایج بدست آمده در رابطه با تعیین مناسبترین شاخصهای متحمل به خشکی با یافته های فرناندز - Fernandez,1992 - ، نورمند مؤید - 1376 - و نیکخواه - 1378 - مطابقت دارد.
