تنش های محیطی در علوم زراعی (Mar 2017)
بررسی اثر سطوح مختلف کمآبیاری بر ویژگی های بیوشیمیایی و عملکرد ماش (Vigna radiate L.)
Abstract
مقدمه و هدف کمبود آب یکی از مهمترین تنشهای غیرزیستی است که اثرات زیانباری بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی از جمله ماش به جای میگذارد. قسمتی از این اثر مربوط به افزایش بیش از حد تولید گونههای فعال اکسیژن (ROS) شامل OH·، O2·-، و H2O2میباشد. گیاهان با استفاده از آنزیمهای آنتیاکسیدانی همچون سوپراکسید دیسموتاز، گایاکول پراکسیداز و کاتالاز، این ROSها را خنثی میکنند. هدف از این آزمایش، مطالعه حساسیت برخی از صفات ماش به کمآبیاری و یافتن پاسخ این سؤال بود که آیا فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان سوپراکسید دیسموتاز، گایاکول پراکسیداز و کاتالاز در شدتهای مختلف کمبود آب مشابه است یا خیر. مواد و روش ها با استفاده از گلدانهای با گنجایش 5 کیلوگرم، یک آزمایش اجرا شد و در هر گلدان پنج عدد بذر کشت گردید. گلدانها در شرایط هوای آزاد مزرعه قرار داده شدند تا امکان تعمیم نتایج به نتایج مزرعه بیشتر گردد. بعد از مرحله چهار برگی، دو گیاهچه حذف گردیدند و سه گیاهچه در گلدان رویانده شدند. سطوح تیمار شامل شاهد، کمبود ضعیف آب }آبیاری در 65% ظرفیت زراعی (FC)}، متوسط (آبیاری در 50% FC) و شدید (آبیاری در 35% FC) بود که بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار قرار داده شدند. در مرحله رسیدگی، برخی صفات شامل عملکرد بیولوژیکی، ارتفاع گیاه، تعداد بذر در غلاف، تعداد غلاف در گیاه، عملکرد دانه و طول غلاف اندازهگیری شد. شاخص حساسیت این صفات به کمآبیاری با استفاده از توابع مناسب برآورد گردید و برای آزمون اینکه آیا آنها از لحاظ میزان پاسخ به کمآبیاری تفاوت دارند یا خیر، مورد استفاده قرار گرفت. برای اندازهگیری فعالیت سه آنزیم آنتیاکسیدان، اقدام به تهیه نمونه گیاهی در زمان گلدهی شد. سپس بر اساس متد ارایه شده در گزارش هاویر و مکهیل (Havir and McHale, 1987)، وانروسان و همکاران (Van Rossun et al., 1997) و کاوالکانتی و همکاران (Cavalcanti et al., 2004)، به ترتیب فعالیت آنزیم کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز وگایاکول پراکسیداز اندازهگیری شد. یافته ها نتایج نشان داد که کیه صفات مورد بررسی به طور معنی داری تحت تأثیر کمبود آب قرار گرفتند. با افزایش شدت کمبود آب، یک کاهش با شیب کم در طول غلاف به دست آمد. ارتفاع گیاهان روئیده در شرایط کمبود ضعیف آب از لحاظ آماری مشابه ارتفاع گیاهان روئیده در شرایط بدون کمبود آب (شاهد) بود. ولی برای گیاهان تیمار شده با کمبود متوسط و شدید آب، مقدار آن کاهش شدیدی داشت. آستانه حساسیت تعداد بذر در غلاف نسبتاً بالا بود؛ چون در ظرفیت زراعی 50% و بالاتر، مقدار آن برابر با شاهد بود. شاخص حساسیت این صفت و صفت تعداد غلاف در گیاه به ترتیب 0.050182 و 0.038788 بدست آمد. با توجه به خطای استاندارد این شاخصها، تفاوت بین تعداد بذر در غلاف و تعداد غلاف در گیاه از لحاظ میزان پاسخ به کمبود آب معنیدار نبود. میزان عملکرد بیولوژیکی (کاه + دانه) و عملکرد دانه در شرایط کمبود ضعیف آب در مقایسه با شاهد تغییری نداشت ولی با افزایش کمبود آب، مقدار آنها به طور منفی تحت تأثیر قرار گرفت. در شرایط کمبود شدید آب، درصد کاهش عملکرد دانه بالاتر از عملکرد بیولوژیکی بود. شاخص حساسیت آنها به ترتیب 0.1207270 و 0.031512 شد. تجمع وزن دانه متکی به فتوسنتز جاری و کربوهیدراتهای غیرساختاری ذخیره شده در اندامهای زایشی مانند ساقه در زمان قبل از گلدهی میباشد. در این خصوص، فعالیت آنزیمهای هیدرولیتیک مانند آلفا آمیلاز بسیار مهم هست. کاهش بیشتر عملکرد دانه در مقایسه با عملکرد بیولوژیکی این نکته را گوشزد میکند که ممکن است فعالیت این آنزیمها نیز به طور منفی تحت تأثیر قرار گرفته باشد. در شرایط کمبود ضعیف و متوسط آب در مقایسه با شاهد، هیچ تغییری در فعالیت آنزیم کاتالاز ایجاد نشد. ولی در شرایط کمبود شدید آب، فعالیت آن افزایش قابل ملاحظهای (سه برابر) داشت. فعالیت سوپراکسید دیسموتاز در شرایط شاهد و کمبود ضعیف آب ثابت ماند؛ ولی در شرایط کمبود متوسط، فعالیت آن دوبرابر گردید. فعالیت گایاکول پراکسیداز واکنشی به کمبود ضعیف آب نشان نداد؛ ولی با افزایش شدت کمبود، روند افزایشی داشت. نتیجه گیری عملکرد دانه و ارتفاع گیاه حساسترین صفت به کمبود آب بودند. تعداد بذر در غلاف، تعداد غلاف در گیاه و عملکرد بیولوژیکی با حساسیت مشابه از لحاظ آماری، در رده دوم قرار گرفتند. طول غلاف مقاومترین صفت بود چون کمترین حساسیت به کمآبیاری را نشان داد. افزایش در فعالیت سوپراکسید دیسموتاز در کمبود متوسط آب مشاهده شد. برای کاتالاز، این حالت فقط در کمبود شدید آب وجود داشت. فعالیت گایاکول پراکسیداز در شرایط شاهد و کمبود ضعیف آب یکسان بود. ولی با افزایش شدت کمبود آب، فعالیت آن به طور متناسب افزایش یافت.
Keywords
