بخشی از مقاله
مقدمه
کلزا (Brassica napus L.) یکی از مهمترین گیاهان روغنی بعد از سویاست که کشت و تولید آن در ایران بخصوص در گیلان پس از کشت برنج بهعنوان کشت دوم توسعه زیادي یافتهاست. جوانهزنی یکی از مهمترین مراحل فنولوژیک گیاهان است که تعیین کننده میزان تولید هر محصول میباشد .(23) سبزشدن و رشد گیاهچه در گیاهان زراعی بوسیله عواملی ازجمله درصد و سرعت جوانهزنی، قوهي نامیه بذر و شرایط محیطی بستگی دارد 26) و .(33 De Figueiredo و همکاران (2003) گزارش کردند که قوهي نامیه بذر و قدرت رویش گیاهچهها به شرایط
محیطی در طول مراحل رشد گیاه مادري وابسته است
.(19) کاهش کیفیت بذر، منجر به جوانهزنی نامطلوب و کاهش قدرت رشد گیاهچهها بخصوص در شرایط تنش میگردد 30) و .(19 کیفیت بالاي بذر از نظر اقتصادي داراي اهمیت زیادي میباشد و شامل حفظ سرعت جوانهزنی بالا و محتواي ثابت بعد از انبارداري میباشد.
جوانهزنی بذر، سبز شدن گیاهچه و استقرار گیاه جنبههاي مهمی از تولید کلزا هستند و شاخصهاي اصلی بررسی بنیه بذر یا گیاهچه محسوب میشوند .(21)
397
Bishnoi and Santos
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 26، شماره 4، 1392
قدرت بذر در زمان رسیدگی فیزیولوژیک در اغلب محصولات در بالاترین مقدار میباشد .(14) به هر حال دانهها بتدریج در طول انبارداري طولانی مدت فرسوده میشوند و قوهي نامیه آنها کاهش مییابد .(29) بعلاوه، تاریخ کشت نامناسب در صورتی که باعث برخورد زمان برداشت به آب و هواي گرم و مرطوب گردد باعث تسریع پیري بذر میشود. این زوال به صورت کاهش درصد جوانهزنی و تولید گیاهچههاي ضعیف از بذرهاي جوانهزده آشکار میشود .(38) بقاي تودهها یا ارقام مختلف بذر در شرایط یکسان انبارداري بذرها شاید متفاوت باشد. به هر حال با توضیح این نکته، کشاورزان قبل از کشت به شیوهاي براي ارزیابی قدرت انبارداري و قدرت زیست بذر براي هر ناحیه و انتخاب بهترین ارقام نیاز دارند.
آزمون تسریع پیري یکی از مهمترین آزمونهاي استفاده شده براي ارزیابی پتانسیل فیزیولوژیکی گونههاي مختلف بذور و تهیه اطلاعاتی از درجه سازگاري آنها میباشد
.(35) اصل این روش براساس تسریع مصنوعی پیري بذور با قرار دادن آنها در سطوح دما و رطوبت نسبی بالا بهعنوان برجستهترین عوامل محیطی در رابطه با شدت و سرعت پیري میباشد .(29) در این حالت بذرهاي کم کیفیت سریعتر از بذور با بنیه بالا زوال مییابند. عوامل بسیاري بر رفتار بذرها در آزمون پیري تأثیر میگذارند. شرایط انباري متفاوت میتواند باعث ایجاد اختلاف معنیداري در جوانهزنی گیاه شود .(28) برهمکنش بین دما و مدت زمان قرار گرفتن بذرها در آن شرایط یکی از جنبههایی است که بسیار مطالعه شده است. اما جنبه دیگر که در این آزمایشها باید بررسی شود اثر متقابل ارقام با دما و مدت زمان قرار گرفتن در شرایط زوال است.
مهمترین تغییراتی که ضمن زوال در بذر ایجاد می شود، شامل واکنشهاي اکسیداسیونی مانند تولید رادیکالهاي آزاد، دهیدروژناسیون آنزیمی و اکسیداسیون آلدئیدي پروتئینها، همچنین کاهش یکپارچگی و نفوذپذیري غشا و
افزایش نشت الکترولیتها از غشا تحت تأثیر رادیکالهاي آزاد، تغییر ساختمان مولکولی اسیدهاي نوکلئیک و کاهش فعالیت آنزیمها میباشد .(27)
Chitra Devi و همکاران (2003) نشان دادند که در مورد بذرهاي خردل بذرهاي بزرگتر با مدت زمان انبارشدگی کمتر نسبت به بذرهاي کوچکتر با مدت زمان انبارشدگی بیشتر درصد سبز شدن بیشتري داشتند Barsa .(17) و
همکاران (2003) نشان دادند که درصد سبز شدن بذرهاي پنبه با افزایش دوره تسریع پیري کاهش پیدا میکند، بهطوريکه درصد سبز شدن از 87 درصد در بذرهاي شاهد به صفر درصد در بذرهایی که 15 روز تسریع پیري شده بودند رسید .(14) با زوال بذر، بنیه بذر اولین جزء از کیفیت بذر است که کاهش مییابد و به دنبال آن ظرفیت جوانهزنی و قوه نامیه نیز کاهش را نشان میدهد 29)، 19، .(14
کاهش درصد و سرعت جوانهزنی در اثر پیري بذر توسط
محققان زیادي ازجمله (16)،
Dahiya و همکاران (18) در مورد ماش و نخود، سلطانی
و همکاران (7) براي گندم در تمام شرایط محیطی و Halder و همکاران (25) در بذور آفتابگردان گزارش شده است. در بررسی قرینه و همکاران (1387) که روي پیري بذر ارقام مختلف کلزا انجام دادند، مشخص گردید که تنش پیري بذر بر شاخصهاي مزرعهاي اندازهگیري شده بهویژه استقرار گیاهچه، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک تأثیرگذار بوده و باعث کاهش این شاخصها شده است
.(8) گزارشها نشان دادند که پیري بذر، جوانهزنی، سبزشدن 14) و (37، وزن خشک ساقه و ریشه (31)، طول گیاهچه (37)، درصد گیاهچههاي نرمال (20) و درصد پیدایش برگ را کاهش میدهد .(34) همچنین کاهش جوانهزنی بذور دو رقم گندم در اثر کاهش فعالیت آنزیم آمیلاز در دو روش طبیعی و مصنوعی (تسریع شده) پیري بذر گزارش شده است .(24)
398
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 26، شماره 4، 1392
با توجه به اهمیت کلزا و تولید روغن در ایران به خصوص در محیطهاي گرم و مرطوب، هدف از اجراي این پژوهش تعیین اثر دماها و دورههاي مختلف زوال بذر (آزمون پیري تسریع شده) بر مؤلفههاي جوانهزنی و رشد گیاهچهي سه رقم کلزا در شرایط آزمایشگاهی میباشد.
مواد و روشها
بهمنظور بررسی رابطه تنش زوال بذر (آزمون پیري تسریع شده) بر مؤلفههاي جوانهزنی و رشد گیاهچه در شرایط آزمایشگاهی، مطالعهاي روي سه رقم کلزا در آزمایشگاه فناوري بذر دانشکده کشاورزي دانشگاه یاسوج در سال
1389 انجام شد. آزمون پیري بذر بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه دماي 30، 40 و 50 درجه سانتیگراد و چهار دوره 24، 72، 120 و 144 ساعته در رطوبت نسبی 100 درصد بر 3 رقم کلزا SLM)، زرفام و الایت) با 3 تکرار بررسی گردید. بذور این سه رقم همگی در شرایط یکسان تولید و در خرداد سال 1388 برداشت شده و تا زمان اجراي آزمایش در شرایط کنترل شدهاي انبار گردیده بودند. براي اعمال تیمارهاي پیري بذرها بصورت یک لایه روي توريهاي آلومینیومی بالاي ظروف آب درون انکوباتور و طبق زمانهاي مورد نظر و در رطوبت نسبی %85 قرار گرفتند. پس از اعمال تیمارهاي زوال بذور در هر تکرار 50 عدد بذر درون ظروف پتري قرار داده شد و براي آزمون استاندارد جوانهزنی به مدت 7
روز در دماي 25 درجه سانتیگراد درون ژرمیناتور قرار داده شد .(6) در هر روز تعداد بذور جوانهزده شمارش شدند. معیار بذرهاي جوانهزده خروج ریشهچه به اندازه 2
میلیمتر یا بیشتر بود .(32) در آخرین روز پس از شمارش بذرهاي جوانهزده از هر پتريدیش 10 نمونه بطور تصادفی انتخاب و طول ساقهچه و ریشهچه آنها با خطکش مدرج میلیمتري اندازه گیري شد. وزن خشک ساقهچه و ریشهچه پس از خشک شدن در آون با دماي 75 درجه سانتیگراد به مدت 48 ساعت با ترازوي حساس با دقت 0/0001 گرم
اندازهگیري شد. درصد و سرعت سبز شدن بعد از کشت با شمارش روزانه بذور سبز شده توسط برنامه Germin
محاسبه شد .(32) این برنامه D50 (یعنی مدت زمانی که طول میکشد تا سبز شدن به 50 درصد حداکثر خود برسد) را براي هر تکرار و هر تیمار بذري از طریق درونیابی منحنی افزایش سبز شدن در مقابل زمان محاسبه میکند. سرعت سبز شدن (بر ساعت) از طریق رابطه زیر محاسبه گردید:
(سرعت سبز شدن) R50= 1/D50
درصد بذرهاي جوانهزده از تقسیم کردن تعداد بذرهاي جوانهزده بر کل بذرهاي هر ظرف پتري محاسبه گردید.
شاخص بنیه بذر از حاصلضرب درصد جوانهزنی نهایی در طول گیاهچه محاسبه شد .(13) ضریب آلومتریک از تقسیم میانگین وزن خشک ریشهچه به ساقهچه بدست آمد
.(9) شاخص جوانهزنی بذور یا متوسط زمان جوانهزنی که شاخصی از سرعت و شتاب جوانهزنی محسوب میگردد از رابطه زیر محاسبه شد:
G. I =∑ (Ni×Ti) / N
=Ni تعداد بذرهاي جوانه زده در هر روز
=Ti شماره روز که از روز اول تا روز آخر جوانهزنی ادامه دارد.
=N تعداد کل بذرهاي جوانه زده
در نهایت تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از نرمافزار
SASو مقایسه میانگین صفات با روش LSD در سطح 5
درصد انجام گردید.
نتایج و بحث
نتایج نشان داد که بین درصد جوانهزنی ارقام مختلف کلزا در دماها و زمانهاي مختلف اعمال پیري تفاوت معنیداري در سطح یک درصد وجود دارد (جدول .(1 مقایسه میانگین اثر متقابل دما و زمان در ارقام مختلف نشان داد که
399
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 26، شماره 4، 1392
در هر رقم بیشترین درصد جوانهزنی در دماي 30 درجهي ساعته دما و مدت زمان اعمال آن به میزان 80 واحد (از 84
سانتیگراد به مدت زمان 24 ساعت وجود داشت و با به 4 درصد) در رقم SLM دیده شد. در حالی که درصد
افزایش دما و مدت زمان قرار گرفتن در آن دما درصد جوانهزنی رقم زرفام در حداکثر پیري تسریع شده تنها 66
جوانهزنی کاهش معنی داري یافت (جدول .(2 بیشترین درصد یعنی از 91 به 25 درصد کاهش یافت (جدول .(2
کاهش درصد جوانهزنی با افزایش 20 درجهاي و 120
جدول .1 مجموع مربعات حاصل از تجزیه واریانس صفات جوانهزنی ارقام کلزا در دماها و زمانهاي مختلف جهت تسریع زوال بذر
منابع تغییر درجه درصد سرعت شاخص زمان تا 50 درصد سرعت تا 50 درصد قدرت بنیه
آزادي جوانهزنی جوانهزنی جوانهزنی جوانهزنی جوانهزنی بذر
رقم 2 20788/96** 2644/71** 5/02** 4/53** 0/147 ns 2158292**
دما 2 29012/96** 5626/03** 10/60** 50/00** 4/462** 3617736**
زمان 3 16803/07** 3232/07** 9/75** 56/60** 7/073** 3639300**
رقم × زمان 4 885/04** 109/14ns 3/93** 3/39** 0/925** 275691**
رقم × دما 6 1260/81** 136/53 ns 0/72ns 5/88** 0/386 ns 58187 ns
دما × زمان 6 7478/59** 681/05* 2/15ns 29/39** 0/660* 209219**
رقم × دما × زمان 12 3561/18** 523/94** 2/06** 6/11* 0/957 ns 263596**
خطاي آزمایش 72 3293/33 996/41 7/11 15/26 31/32 802508
ضریب تغییرات 11/08 19/34 22/74 24/64 28/11 21/45
ns ، * و ** بهترتیب عدم وجود اختلاف معنیدار، معنیدار در سطح احتمال %5 و .%1
جدول .2 مقایسه میانگین برهمکنش اثر دما و زمان براي درصد جوانهزنی سه رقم کلزا در آزمایش زوال بذر زمان (ساعت)
رقم دما (سانتیگراد)
24 72 120 144
30 84a 72b 57c 41de
SLM 40 70b 35ef 33ef 29fg
50 47cd 21g 6h 4h
30 86a 81a 81a 83a
الایت 40 85a 79a 75ab 64b
50 83a 66bc 18c 18c
30 91a 89b 87b 85b
زرفام 40 83b 80bc 81bc 80bc
50 83bc 70c 25d 25d
در هر رقم میانگینهایی که داراي حداقل یک حرف مشترك هستند، فاقد تفاوت معنیدار در سطح احتمال 5 درصد به روش LSD میباشند.
400
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 26، شماره 4، 1392
جدول .3 مقایسه میانگین برهمکنش اثر دما و زمان براي سرعت جوانهزنی سه رقم کلزا در آزمایش زوال بذر (بر حسب تعداد بذر جوانهزده در روز)
رقم دما (سانتیگراد) زمان (ساعت)
24 72 120 144
30 30/2a 21/0b 15/4bcd 15/7bc
SLM 40 17/3bc 11/4cde 8/6ef 9/5def
50 16/5bc 4/6fg 0/6g 0/4g
30 32/2a 33/1ab 26/5bc 29/0abc
الایت 40 28/9abc 23/9c 17/5d 13/3d
50 25/7c 13/0d 2/1e 2/2e
30 35/8a 30/9ab 33/7a 32/2ab
زرفام 40 31/8ab 30/0abc 22/7de 18/6e
50 26/4bcd 24/8cd 3/5f 3/5f
در هر رقم میانگینهایی که داراي حداقل یک حرف مشترك هستند، فاقد تفاوت معنیدار در سطح احتمال 5 درصد به روش LSD میباشند.
جدول .4 مقایسه میانگین اثر دما و زمان و برهمکنش آنها بر شاخص جوانهزنی سه رقم کلزا در آزمایش زوال بذر
رقم دما (سانتیگراد) زمان (ساعت) میانگین
24 72 120 144
30 2/47a 2/01ab 1/60b 0/83c 1/73A
SLM 40 1/51b 0/87c 0/71cd 0/92c 1/00B
50 0/91c 0/63cde 0/29de 0/19e 0/51C
شاهد 1/35 = میانگین 1/63A 1/17B 0/87C 0/65C
30 2/06a 1/55ab 1/33bc 1/30bcd 1/56B
الایت 40 2/02a 1/88a 1/72a 1/72a 1/83A
50 1/96a 1/56ab 0/80d 0/83cd 1/21C
شاهد 1/29 = میانگین 2/01A 1/66B 1/28C 1/28C
30 2/69a 1/41bcd 1/62bc 1/28cd 1/75A
زرفام 40 1/81b 1/75bc 1/61bc 1/69bc 1/72A
50 1/32bcd 1/00d 0/93d 0/96d 1/05B
شاهد 2/03 = میانگین 1/94A 1/39B 1/39B 1/31B
در هر رقم میانگینهایی که داراي حداقل یک حرف مشترك کوچک یا بزرگ هستند، فاقد تفاوت معنیدار در سطح احتمـال 5 درصـد بـه روش LSD میباشند.
بعبارت دیگر بذر رقم زرفام در شرایط زوال شدید قدرت الایت با %83 و رقم SLM با %55 بهترتیب داراي بیشترین
جوانهزنی خود را به میزان 25 درصد حفظ کرد که تا کمترین درصد جوانهزنی بودند. برتري درصد جوانهزنی
نشاندهنده کیفیت بالاي بذر این رقم جهت انبارداري در رقم زرفام در شرایط مناسب و پیري بذر میتواند ناشی از
شرایط مرطوب با دماي بالا میباشد. با توجه به این که بین تفاوت ذاتی بین ارقام باشد.
ارقام مختلف در شرایط نرمال رقم زرفام با %90 ، رقم
401
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 26، شماره 4، 1392
نتایج حاصل از این آزمون با یافتههاي ربیعی و بیات
(1388) تفاوت در جوانهزنی بین ارقام مختلف را روي زوال بذر کلزا در شرایط نرمال و پیري بذر نشان داد (6) و
با نتایج Halder و همکاران (1983) روي زوال بذر آفتابگردان مطابقت دارد Barsa .(25) و همکاران (2003)
نشان دادند که درصد سبز شدن بذرهاي پنبه با افزایش دوره تسریع پیري کاهش پیدا میکند، بهطوريکه درصد سبز شدن از 87 درصد در بذرهاي شاهد به صفر درصد در بذرهایی که 15 روز با تیمار تسریع پیري مواجه شده بودند رسید .(14) با زوال بذر، قدرت بذر اولین جزء از کیفیت بذر است که کاهش مییابد و به دنبال آن ظرفیت جوانهزنی و قوه نامیه نیز کاهش را نشان میدهد 29)، 19، .(14
