اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی (علوم کشاورزی)
سال:1394 | دوره:9 | شماره:1 (پیاپی 33) |تعداد مقالات:11

به منظور ارزیابی اثرات کیفیت آب آبیاری و نوع کود مصرفی بر عملکرد و برخی شاخص های فیزیولوژیکی زیره سبز، آزمایشی به صورت کرت های خردشده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در پژوهشکده کشاورزی دانشگاه زابل انجام شد. عامل اصلی در دو سطح آبیاری با آب معمولی و آب شور طبیعی با هدایت الکتریکی 4.180 دسی زیمنس بر متر، و عامل فرعی نوع کود مصرفی شامل شاهد، کود شیمیایی، کود دامی و تغذیه تلفیقی بودند. شاخص های رشد گیاه به روش آنالیز رشد طی چهار نوبت نمونه گیری پس از مرحله استقرار گیاه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آزمایش نشان داد که افزایش غلظت نمک های محلول در آب آبیاری تا محدوده 4.180 دسی زیمنس بر متر تاثیر معنی داری در کاهش ماده خشک، دوام زیست توده، سرعت رشد محصول، سرعت رشد نسبی و محتوی نسبی رطوبت در اندام هوایی و ریشه و عملکرد در برابر افزایش شاخص نقصان آب نسبت به حالت اشباع اندام هوایی و ریشه داشت. همچنین، نتایج نشان داد کاربرد کود شیمیایی کامل به نسبت 40:20:15 کیلوگرم در هکتار در تلفیق با 20 تن در هکتار کود دامی می تواند باعث بهبود شاخص های رشد، محتوای رطوبت نسبی و عملکرد زیره سبز در مقایسه با کاربرد جداگانه آنها گردد. به طوری که، بالاترین میزان ماده خشک تحت تاثیر برهمکنش عوامل آزمایش در 105 روز پس از کاشت از تیمار کوددهی تلفیقی در شرایط آبیاری با آب معمولی (0.544 گرم در هر گیاه) به دست آمد. این امر می تواند با تاکید بر نقش کودهای آلی در تامین متعادل عناصر کم نیاز و پرنیاز برای گیاه، مصرف یک جانبه کودهای شیمیایی در مزارع را کاهش دهد بدون آن که شاخص های رشد و عملکرد گیاه کاهش یابد.

شوری و غرقاب از تنش های غیرزیستی کاهش دهنده عملکرد گیاهان می باشند. در این پژوهش، اثر شوری و غرقاب شدن خاک بر غلظت پتاسیم، کلسیم، منیزیم، سدیم و نسبت پتاسیم به سدیم ریشه ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس 704 در شرایط گلخانه ای مطالعه گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با فاکتورهای مدت غرقاب در پنج سطح (0، 2، 4، 8 و 20 روز) و شوری عصاره اشباع خاک در چهار سطح (0.11، 2، 4 و 8 دسی زیمنس بر متر) و در سه تکرار انجام شد. برای بستر رشد گیاه از یک خاک شن لومی و برای ایجاد سطوح شوری در آن از نمک کلرید سدیم استفاده شد. فاکتورهای شوری و غرقاب به طور هم زمان و از مرحله پنج برگی گیاه به بعد اعمال گردید. گیاهان 60 روز پس از کاشت، برداشت شده و غلظت پتاسیم، کلسیم، منیزیم و سدیم ریشه آنها به روش خشک سوزانی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش سطح شوری کلرید سدیم در خاک، غلظت پتاسیم و نسبت پتاسیم به سدیم ریشه به طور معنی داری کاهش ولی غلظت سدیم، کلسیم و منیزیم ریشه به طور معنی داری افزایش یافتند. غلظت منیزیم و سدیم ریشه در شرایط غرقاب به طور معنی داری کمتر از شرایط غیرغرقاب بود ولی غلظت پتاسیم و کلسیم ریشه در شرایط غرقاب به طور معنی داری بیش تر از شرایط غیرغرقاب به دست آمد. با این حال، اثر مدت غرقاب بر غلظت پتاسیم، کلسیم، منیزیم و سدیم و نسبت سدیم به پتاسیم ریشه ذرت به سطح شوری خاک بستگی داشت. نتایج نشان داد که حتی دوره های کوتاه غرقاب شدن خاک بر غلظت پتاسیم، کلسیم، منیزیم، سدیم و نسبت پتاسیم به سدیم ریشه ذرت در شرایط شور و غیرشور اثرهای طولانی مدت داشت.

شوری از مهم ترین تنش های محیط است که با تاثیر منفی بر رشد گیاهچه باعث کاهش محصولات گیاهی می شود. این تنش با ایجاد اختلال در تعادل بین تولید گونه های فعال اکسیژن (ROS) و فعالیت دفاعی آنتی اکسیدان گیاه سبب ایجاد تنش اکسیداتیو می شود. از آن جایی که اسید آمینه آرژینین تنظیم کننده حیاتی برای فرآیند های نموی، فیزیولوژیکی و رشد گیاهان عالی می باشد، در این آزمایش اثر پیش تیمار غلظت های (0، 5 و 10 میکرومولار) آرژینین در تخفیف تنش اکسیداتیو ناشی از شوری 50 و 100 میلی مولار کلرید سدیم در گیاه شاهی بررسی شد. پیش تیمار آرژینین منجر به افزایش کلروفیل کل، کاروتنوئید و رشد گیاهچه ها در شرایط شوری گردید. نتایج نشان داد که تنش شوری مقدار پرولین، پروتئین، پراکسید هیدروژن، قندهای محلول و فعالیت آنزیم های آسکوربات پراکسیداز، گایاکول پراکسیداز و کاتالاز را در بخش هوایی افزایش داد. پیش تیمار آرژینین از سوی دیگر محتوای پرولین، قندهای محلول، پراکسید هیدروژن و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان را به طور معنی داری کاهش داد. با توجه به این نتایج استفاده از آرژنین به عنوان پیش تیمار با غلظت های 5 و 10 میکرومولار احتمالا می تواند از طریق تداخل با ROS یا القای آنزیم های آنتی اکسیدان نقش حفاظتی گیاه شاهی را در برابر شوری داشته باشد.

به منظور ارزیابی اثر سولفات روی و اسید آسکوربیک بر برخی صفات مورفو-فیزیولوژیک گیاه سرخارگل (Echinacea purpurea) در پاسخ به تنش کم آبی آزمایشی به صورت اسپلیت پلات فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار در طی سال 92-1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایش شامل تنش کم آبی به عنوان فاکتور اصلی در 3 سطح (A1: آبیاری پس از 70 میلی متر تبخیر a2: آبیاری پس از 120 میلی متر تبخیر و a3: آبیاری پس از 170 میلی متر تبخیر از تشتک کلاس A) و ترکیب تیماری شامل سولفات روی در دو سطح (b1: عدم مصرف و b2: محلول پاشی سولفات روی با غلظت 5 در هزار) و محلول پاشی اسیدآسکوربیک در 4 سطح (c1: عدم مصرف، c2: 50، c3: 100 و c4 150: میلی گرم بر لیتر) به عنوان فاکتور فرعی بودند. نتایج آزمایش نشان دادند که اعمال تنش کم آبی در سرخارگل منجر به ایجاد اختلاف معنی دار در صفات قطر ساقه، تعداد شاخه گل دهنده، تراکم روزنه، غلظت روی بخش هوایی، عملکرد تر بوته، محتوای رطوبت نسبی برگ (RWC)، شاخص سطح برگ (LAI)، غلظت پرولین، سرعت رشد محصول (CGR)، سرعت رشد نسبی (RGR) و سرعت جذب خالص (NAR) گردید. مقایسه میانگین ها برای اثر تنش خشکی نشان داد که بیشترین شاخص سطح برگ مربوط به تیمار آبیاری کامل با 2.85 بود. مقایسه میانگین ها برای ترکیب تیماری تنش خشکی و محلول پاشی سولفات روی نشان داد که بیشترین غلظت پرولین مربوط به تیمار محلول پاشی سولفات روی در شرایط آبیاری پس از تبخیر 170 میلی متر از تشتک تبخیر با 10.16 میلی گرم بر گرم وزن تر،کمترین غلظت پرولین مربوط به تیمار عدم محلول پاشی سولفات روی در شرایط آبیاری کامل با 0.08 میلی گرم بر گرم وزن تر برآورد شدند. بیشترین سرعت رشد محصول به میزان 6.77 گرم بر متر مربع در روز به تیمار شاهد و کمترین مقدار آن برابر 4.16 گرم بر متر مربع در روز مربوط به تیمار تنش 170 میلی متر مربوط بودند. بیشترین سرعت رشد به میزان 0.19 گرم بر متر مربع در روز به تیمار شاهد و کمترین مقدار آن برابر 0.14 گرم بر متر مربع در روز به تیمار تنش 170 میلی متر مربوط بودند. بیشترین سرعت جذب خالص به میزان2.64  گرم بر متر مربع در روز به تیمار شاهد و کمترین مقدار آن برابر 1.91 گرم بر متر مربع در روز به تیمار تنش 170 میلی متر اختصاص داشت. با توجه به نتایج این تحقیق کاربرد اسیدآسکوربیک به عنوان یک آنتی اکسیدان، می تواند اثرات مضر تنش کم آبی در برخی صفات مورد مطالعه از جمله NAR، CGR، RGR و RWC را در سرخارگل کاهش دهد.

خشکی یکی از مهم ترین تهدیدهای جهانی برای تولید گندم است. به منظور شناسایی صفات فیزیولوژیکی مرتبط با تحمل به تنش خشکی، تعداد 52 رقم گندم نان در دو شرایط عادی و تنش خشکی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در مزرعه کشت شده و صفات مورد نظر اندازه گیری شدند. همچنین، در آزمایش گلدانی تنظیم اسمزی این ارقام در مرحله گیاهچه ای بررسی شد. نتایج نشان داد ارقام استار و بزوستایا دارای بالاترین میزان RWC (به ترتیب 0.79 و 0.78) بودند. تنظیم اسمزی در ارقام رسول و Unknown11 دارای بیشترین مقدار (به ترتیب 0.58 و 0.56 مگاپاسکال) بود. ارقام تیپیک، Unknown11 و آذر 2 پس از محلول پاشی با یدید پتاسیم کمترین کاهش را در وزن هزار دانه از خود نشان دادند (به ترتیب 4.8، 5.5 و 5.5 گرم). همچنین، ارقام دز، گاسپارد و MV-17 دارای بیشترین درجه نقره ای شدن برگ بودند و ارقام نیک نژاد، استار و کوهدشت تحت تنش خشکی قادر بودند بهتر از سایر ارقام برگ های خود را به حالت لوله ای درآورند و با تنش کم آبی مقابله کنند. تحت تنش خشکی ارقام البرز، زاگرس و اینیا زودرس تر و ارقام گاسپارد و کاسکوژن دیررس تر از بقیه ارقام بودند. در مجموع می توان از ارقام کوهدشت، استار و بزوستایا به عنوان منابع ژنتیکی صفت حفظ آب در برگ در شرایط تنش خشکی برای اصلاح دیگر ارقام استفاده کرد. ارقام آذر 2 و Unknown11 را می توان در تلاقی با دیگر ارقام برای اصلاح قابلیت انتقال مجدد به کار برد.

به منظور بررسی ارتباط برخی صفات زراعی با عملکرد دانه 14 هیبرید ذرت، آزمایشی در سال زراعی 1389 به صورت کرت های خرد شده با طرح پایه بلوک کامل تصادفی در چهار تکرار در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز (خلعت پوشان) اجرا شد. در این آزمایش برخی صفات مورفولوژیک، عملکرد و اجزای عملکرد، در سه شرایط آبیاری مختلف (عادی، تنش ملایم و تنش شدید کمبود آب) مورد ارزیابی قرار گرفتند. در کلیه صفات مورد مطالعه، به جز قطر بلال، اختلاف معنی دار بین سطوح تنش کمبود آب و هیبریدهای مورد مطالعه مشاهده شد. نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام در متوسط شرایط تنش نشان داد که صفات تعداد ردیف در بلال، وزن 300 دانه، تعداد دانه در ردیف و تعداد برگ در بوته، در مجموع 83 درصد تغییرات عملکرد دانه را تبیین نمودند. بر اساس تجزیه علیت، بیشترین اثر مستقیم بر عملکرد دانه مربوط به صفت تعداد دانه در بلال بود. تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که مولفه اول دارای ضرایب بزرگ برای صفات وزن 300 دانه، ارتفاع بوته، طول بلال، مساحت برگ پرچم، قطر بلال و قطر چوب بلال و مولفه دوم نیز دارای ضرایب بزرگ بر صفات وزن خشک بوته، تعداد دانه در ردیف، تعداد برگ در بوته، تعداد ردیف در بلال و عملکرد دانه بودند. دو مولفه اول که 78 درصد تغییرات را توجیه می کردند به عنوان مهم ترین مولفه ها برآورد شد که مولفه اول به عنوان عامل رشدی-مورفولوژیکی و مولفه دوم به عنوان عامل عملکرد نام گزاری شدند.

نور از عوامل محدود کننده رشد گیاهان زراعی در سیستم های کشت مخلوط و زراعت-جنگل محسوب می شود، به همین دلیل آزمایشی جهت تعیین تاثیر شدت های نوری مختلف در دو رقم عدس انجام گرفت. آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ایلام در سال زراعی 92-1391 به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار اجرا گردید. فاکتورهای مورد بررسی شامل سایه اندازی در پنج سطح بدون سایه (شاهد)، 25، 50، 75 و 100 درصد سایه و ارقام عدس (Lens culinaris Medic) شامل زیبا و ILL4400 بود. در این پژوهش صفات فیزیولوژیک تحت برهمکنش سایه اندازی ´ رقم اختلاف معنی داری از خود نشان دادند. با افزایش میزان سایه اندازی، رقم زیبا دارای بیشترین میزان کلروفیل a و b بود. میزان کارتنویید، محتوای آب نسبی و شاخص سطح برگ با افزایش سایه اندازی روندی صعودی داشتند. بیشترین میزان کارتنویید و محتوای آب نسبی در تیمار 100 درصد سایه اندازی و رقم ILL4400 و کمترین میزان کارتنویید در تیمار عدم تنش (نور کامل) و رقم زیبا مشاهده گردید. بیشترین میزان وزن مخصوص برگ در این پژوهش در تیمار شاهد (نور کامل) و رقم زیبا مشاهده شد و با افزایش سایه اندازی از وزن مخصوص برگ کاسته شد. با افزایش سایه اندازی از عملکرد دانه کاسته شد، بیشترین عملکرد دانه (2532 کیلوگرم در هکتار) در تیمار شاهد (نور کامل) و رقم زیبا و کمترین عملکرد دانه (1137 کیلوگرم در هکتار) در تیمار 100 درصد سایه اندازی و رقم ILL4400 مشاهده گردید. بنابراین، نتایج نشان داد که رقم زیبا در سطوح بالاتر سایه از شاخص سطح برگ، میزان نسبی آب برگ و میزان کلروفیل a بیشتری برخوردار بود، پس در شرایط کشت مخلوط و آگروفارستری که نور یک عامل محدودکننده می باشد، کشت عدس رقم زیبا می تواند موفقیت آمیز باشد.

تنش خشکی یکی از عوامل اصلی کاهش تولید محصولات زراعی است. با توجه به نقش بخشهای مختلف گیاه، به ویژه فتوسنتز سنبله، در پرکردن دانه و نقش تنظیم کنندگی اکسین در شکل گیری عملکرد دانه، آزمایشی به منظور بررسی سهم این عوامل در شکل گیری عملکرد دانه به صورت اسپلیت پلات-فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 90-1389 در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه روی دو رقم گندم مرودشت و پیشتاز اجرا شد. با توجه به نتایج به دست آمده، اعمال تنش خشکی پس از گرده افشانی سبب کاهش عملکرد دانه و وزن هزار دانه شد ولی روی تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبلچه بارور و نابارور و طول سنبله تاثیر نداشت. تنش خشکی به طور متوسط موجب کاهش 25.7 و 22.6 درصد عملکرد دانه و وزن هزار دانه ارقام مورد بررسی شد. در بین ارقام از نظر تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، تعداد سنبلچه بارور و نابارور و طول سنبله اختلاف معنی داری وجود داشت. همچنین، تنش رطوبتی موجب کاهش بیشتر عملکرد دانه رقم مرودشت (31.8 درصد) نسبت به رقم پیشتاز (18.7 درصد) گردید. رقم پیشتاز با سنبله بزرگ تر دارای عملکرد دانه بیشتری در شرایط تنش خشکی بود. فتوسنتز جاری سنبله نقش مهمی در پرکردن دانه دارد به طوری که در شرایط بدون تنش، سهم آن 42.5 درصد و در شرایط تنش کم آبی پس از گرده افشانی 23.8 درصد بود. افشانه کردن ایندول استیک اسید نتوانست از میزان کاهش عملکرد دانه طی حذف فتوسنتز سنبله بکاهد، که این امر نشان دهنده اهمیت فتوسنتز سنبله در افزایش عملکرد دانه است.

به منظور بررسی تاثیر سطوح مختلف بقایای گیاهی گندم (Triticum aestivum L.) و کود نیتروژنه بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس 704، آزمایشی در سال زراعی 1386-1385 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان انجام شد. اثر چهار میزان کود اوره (425، 450، 475 و 500 کیلوگرم در هکتار) در کرت های اصلی و شش سطح بقایای گندم (بدون بقایا، اختلاط بقایای گندم به مقدار 100، 75، 50، 25 درصد و سوزاندن 100 درصد کاه و کلش گندم) در کرت های فرعی به صورت آزمایش یک بار خرد شده، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج آزمایش نشان داد که مقادیر مختلف کود اوره و بقایای کاه و کلش گندم اثر معنی داری بر تمام صفت مورد بررسی داشتند. اثر متقابل این دو عامل بر صفات تعداد دانه در بلال و تعداد بلال در واحد سطح معنی دار بود. نتایج این پژوهش نشان داد که برگرداندن بقایای گیاهی گندم به خاک قبل از کاشت ذرت به میزان 50 تا 75 درصد در مقایسه با حالت سوزاندن و بدون استفاده از بقایا نه تنها موجب کاهش عملکرد نمی شود بلکه با تاثیر مثبت بر اجزای عملکرد می تواند باعث افزایش عملکرد محصول زراعی شود.

به منظور بررسی اثر تنش شوری ناشی از NaCl بر وزن تر، میزان رنگدانه و فعالیت ایزوزیم های آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، پراکسیداز (POX) و کاتالاز (CAT) در 9 ژنوتیپ لوبیا چیتی در مقایسه با شرایط بدون تنش، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در شرایط آزمایشگاهی اجرا شد. فاکتور اول شامل آبیاری با دو سطح شوری (صفر و 400 میلی مولار کلرید سدیم) و فاکتور دوم ژنوتیپ های لوبیا چیتی بودند. میزان کارتنوئید در شرایط تنش شوری به طور معنی دار بیشتر از شرایط عادی بود. میزان کلروفیل a و کلروفیل کل در شرایط عادی به مراتب بیشتر از شرایط تنش شوری برآورد شد. شوری سبب کاهش وزن تر گیاهچه های لوبیا چیتی به-میزان 24.31 درصد گردید. تجزیه الکتروفورزی با استفاده از ژل پلی آکریل آمید هشت درصد افقی به عمل آمد و ایزوزیم های SOD، POX و CAT در یکی از لایه های ژل رنگ آمیزی شدند. برای هر نوار در روی ژل میزان «مساحت ´ شدت» به عنوان فعالیت ایزوزیمی با نرم افزار MCID ارزیابی و یادداشت گردید. سه ایزوزیم برای SOD، سه ایزوزیم برای POX، و یک ایزوزیم برای CAT شناسایی شد. فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان در حالت شوری بیشتر از شرایط بدون تنش بود. میزان افزایش SOD1، SOD2 و SOD3 به ترتیب 26.31، 13.89 و 17.64 درصد، POX1، POX2 و POX3 به ترتیب 48.38، 21 و 43.02 درصد و میزان افزایش CAT1، 43.85 درصد به دست آمد. افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان می تواند یکی از مهم ترین راه کارها برای کاهش خسارت ناشی از تنش اکسیداتیو باشد.

مدل کامپیوتری DSSAT- CSM می تواند رشد، نمو و محصول گیاهی را که در یک سطح یکنواخت کشت شده باشد تحت شرایط مدیریت های شبیه سازی شامل تغییرات در میزان آب خاک، کربن خاک، نیتروژن خاک و آبشویی نیتروژن شبیه سازی می کند. در این تحقیق ابتدا مدل CERES-Maize با تیمارهای %20 تخلیه رطوبتی واسنجی شد و سپس عملکرد محصول و زیست توده کل ذرت در زمان برداشت اعتبار سنجی شد. ضرایب واسنجی برای ذرت سینگل کراس 260 عبارت از: P1، P2، P5، G2، G3 و PHINT بودند که به ترتیب 169، 750.386، 0، 775.9، 8.82، 39.20 به دست آمد. نتایج نشان داد که مدل، عملکرد محصول و زیست توده کل در زمان برداشت را به ترتیب با مقادیر ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده، شاخص توافق ویلموت و مقادیر ضریب همبستگی 18، 0.9 و 82 درصد و 29، 0.84 و 76 درصد برآورد می کند. بنابراین مدل CERES-Maize برای شبیه سازی عملکرد و زیست توده کل ذرت در منطقه شیراز دارای نتایج خوب می باشد. این مدل عملکرد دانه را در مقایسه با زیست توده کل بهتر شبیه سازی کرد. به طورکلی آن را می توان برای برنامه های مدیریتی آبیاری و کود نیتروژن در منطقه مورد مطالعه استفاده کرد.