واکنش های بیوشیمیایی برگ و ریشه ذرت به تنش هم زمان شوری و خشکی

Abstract

سابقه و هدف: مدیریت آبیاری و استفاده از آبیاری بخشی ریشه تحت شرایط شور یکی از راه‌کارهای تولید پایدار در کشاورزی محسوب می‌شود. تولید گونه‌های فعال اکسیژن و تجمع سیتوپلاسمی اسمولیت‌ها یکی از عمومی‌ترین واکنش‌های گیاهی در پاسخ به تنش-های شوری و کم آبی در این شرایط می‌باشد. با این وجود مطالعات اندکی در زمینه ساز و کارهای گیاهی از جمله تغییرات آنزیم‌ها و تنظیم کننده‌های اسمزی سلولی، تحت سطوح یکسان پتانسیل اسمزی و ماتریک بر دو سمت ریشه گیاه در شرایط تنش هم‌زمان شوری و کم آبی و تفاوت آن با شرایط تنش مجزا صورت گرفته است. هدف از این مطالعه بررسی اثر مدیریت آبیاری بخشی بر تغییرات فعالیت آنزیم-های پراکسیداز و کاتالاز و محتوی پرولین در برگ و ریشه تحت مقادیر متفاوت از سطوح یکسان پتانسیل‌های اسمزی و ماتریک، در آبیاری بخشی ریشه ذرت رقم فجر (سینگل کراس260)، می‌باشد. مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار با دو فاکتور شامل، نوع تنش (تنش شوری، تنش‌خشکی و تنش توأم) و سطح پتانسیل (112- ، 119- و 363- کیلوپاسکال)، تحت شرایط گلخانه‌ای انجام شد. بستر کشت در تیمارهای توأم توسط نایلون ضخیم و ناتراوا به دو قسمت برابر برای پخش یکنواخت و مساوی ریشه گیاه تقسیم گردید. در تنش توأم نیمی از ریشه تحت تنش شوری و نیم‌دیگر تحت تنش خشکی (در سطوح متناظر و برابر پتانسیل اسمزی و ماتریک) قرار گرفت. به جهت زهکشی در تیمارهای شوری از تانسیومترهای دست‌ساز استفاده شد. اندازه‌گیری آنزیم‌ کاتالاز، آنزیم پراکسیداز، پروتئین کل و پرولین در دو سمت اندام هوایی و دو سمت ریشه صورت گرفت. هم‌چنین وزن خشک کل و ریشه گیاه ذرت محاسبه گردید. یافته‌ها: نتایج نشان داد با کاهش سطح پتانسیل، فعالیت آنزیم پراکسیداز و کاتالاز ریشه فقط در تیمارهای خشکی مجزا و بخش خشکی از تیمار توأم، دارای روند مشابه (افزایشی) بود. در بخش خشکی از تیمار توأم نسبت به تیمار خشکی مجزا، با کاهش سطح پتانسیل، فعالیت آنزیم پراکسیداز ریشه 5/18 درصد افزایش و فعالیت آنزیم کاتالاز ریشه 28/6 درصد کاهش یافت. در سطح پتانسیلی 363- کیلوپاسکال، وزن خشک ریشه در تیمار خشکی به‌ترتیب 3/48 و 31 درصد نسبت به تیمار شوری و توأم افزایش یافت. با وجود تغییرات متفاوت در مقدار صفت‌های اندازه‌گیری شده در تنش‌های شوری، خشکی و توأم، در یک پتانسیل یکسان، تفاوت معنی‌داری در وزن خشک کل مشاهده نگردید. نتیجه‌گیری: گیاه ذرت با وجود سطوح پتانسیل اسمزی و ماتریک یکسان در هر دو سمت ریشه، رفتارهای فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی یکسانی را از خود نشان نداد. در سطوح پایین پتانسیل اسمزی، استفاده از سیستم آبیاری بخشی ریشه با آب شور در تیمار توأم، تنش کمتری را نسبت به تیمار مجزای شوری به گیاه وارد خواهد کرد. به نظر می‌رسد تعدیل در واکنش‌های بیوشیمیایی گیاه یکی از علل موفقیت روش آبیاری بخشی ریشه با آب شور باشد. بنابراین در حال حاضر با توجه به کمبود منابع آب‌های شیرین، سیستم آبیاری بخشی ریشه با آب شور به عنوان یک سیستم تقریباً مطلوب نسبت به سایر سیستم‌های آبیاری کامل ریشه با آب شور توصیه می‌شود

Keywords

• پتانسیل اسمزی
• تانسیومتر
• شوری خاک
• متابولیت های ثانویه