نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده کشاورزی، گروه زراعت و اصلاح نباتات

2 دانشگاه صنعتی اصفهان-دانشکده کشاورزی-گروه زراعت و اصلاح نباتات

3 مرکز تحقیقات کشاورزی ومنابع طبیعی استان اصفهان،مرکز شهید فزوه اصفهان

چکیده

چکیده
به منظور بررسی اثر دگرآسیبی ژنوتیپ های مختلف زعفران بر روی صفات علف هرز پیچک صحرایی، آزمایشی در سالهای 1391 و 1392در آزمایشگاه گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی صورت پذیرفت. فاکتورها شامل 20 ژنوتیپ‌ زعفران (همدان، نیشابور1، نیشابور2، نیشابور3، نیشابور4، سبزوار، مشهد1، مشهد2، نطنز، خاف، چای‌باق خراسان، تربت‌جام، کاشان، گناباد، تربت‌حیدریه، بیرجند، یزد، شیراز، اصفهان، کاشمر) و 7 غلظت عصاره آبی زعفران (0، 3، 6، 5/12، 25، 50 و 100 درصد) بود. صفات مورد بررسی شامل طول ریشه‌چه، طول ساقه‌چه، وزن تر ریشه‌چه، وزن تر ساقهچه، وزن خشک ساقه‌چه، درصد و سرعت جوانه‌زنی بذر بودند. پیچک صحرایی به عنوان علف هرز هدف مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج به‌دست آمده اثر ژنوتیپ، غلظت و اثر متقابل آن‌دو بر روی تمام صفات بررسی شده در این علف هرز در سطح یک درصد معنی‌دار بود. ژنوتیپ‌های مورد بررسی تاثیر متفاوتی بر روی صفات پیچک صحرایی داشتند. به این صورت‌که بیشترین اثر بازدارندگی مربوط به ژنوتیپ‌ خاف و نیشابور3 و کمترین اثر بازدارندگی مربوط به ژنوتیپ‌های کاشان، تربت‌جام و گناباد بود. همچنین عصاره ها باعث کاهش تمام صفات شد، اما میزان تاثیر آن متفاوت بود. با افزایش غلظت عصاره اثر بازدارندگی بیشتر شد به طوریکه بیشترین اثر بازدارندگی در غلظت 100 درصد وکمترین بازدارندگی در غلظت 3 درصدعصاره مشاهده گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Allelopathic Effect of Crocus sativus Genotypes against Convolvulus arvensis

نویسندگان [English]

  • Mahdieh maleki Khezerlou 1
  • Mohammad Hossein Ehtemam 2
  • Hassan Karimmojeni 1
  • Hossein Zeinali bady 3

1 Department of Agronomy and Plant Breeding, Collage of Agriculture, Isfahan University of Technology

2 Department of Agronomy and Plant Breeding, Collage of Agriculture, Isfahan University of Technology

3 Isfahan Center for Research of Agricultural Science and Natural Resources

چکیده [English]

Abstract
An experiment was condacted To study the allelopathic effect of saffron genotyps on bindweed in the department of agronomy and plant breeding of Isfahan University of Technology, Iran in 2012-2013. Experiment was arrange as a factorial in a completely randomized desiggn with three replication. Factors included 20 saffron genotypes obtained from different regions in Iran, ( Hamedan, Nishapur1, Nishapur2, Nishapur3, Nishapur4, Sabzevar, Mashhad1, Mashhad2, Natanz, Khaf, Khorasan, Torbatejam, Kashan, Gonabad, Torbat heydaryeh, Birjand, Yazd, Shiraz, Isfahan, Kashmar) and Aquous extracts were prepared from aerial parts of these saffron genotypes in concentrations of 0, 3, 6, 12.5, 25, 50 and 100%. Seedling traits of the attributes of Bindweed (as a target species) including radicle and plumule lengthes, radicale and plumule fresh weights, plumule dry weight, germination percent and velocity were measured.. Results showed that the effect of genotype and extract concentration and their interaction on measured traits were significant. Saffron genotypes had a different effect on the triats of bindweed. Genotypes "Khaf and Nishapur3" were proven to be the most allelopathic genotype, and genotypes "Kashan, Torbate jam and Gonabad" were found to leave minimal allelopatic effects on the target species. With increasing in aquous extracts concentration traits of target specie decreased, but the effect was diffreent. Maximum inhibition was observed in aquous extract concentrations of 100% and minimum inhibition was observed at aquous extract concentrations of 3% .

کلیدواژه‌ها [English]

  • Allelopathy
  • aquous extract
  • Convolvulus arvensis
  • growth inhibition
  • saffron genotypes

اثر دگرآسیبی ژنوتیپ‌های مختلف زعفران Crocus sativus بر علف هرز پیچک صحرایی Convolvulus arvensis 

مهدیه مالکی خضرلو1، محمد حسین اهتمام1*، حسن کریم مجنی1 و حسین زینلی بادی2

1 اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده کشاورزی، گروه زراعت و اصلاح نباتات

2 اصفهان، مرکز تحقیقات کشاورزی ومنابع طبیعی استان اصفهان، مرکز شهید فزوه اصفهان

تاریخ دریافت: 2/12/93                تاریخ پذیرش: 15/7/94

چکیده

به ‌منظور بررسی اثر دگرآسیبی ژنوتیپ‌های مختلف زعفران بر روی صفات علف هرز پیچک صحرایی، آزمایشی در سالهای 1391 و 1392در آزمایشگاه گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی انجام گردید. فاکتورها شامل 20 ژنوتیپ‌ زعفران (همدان، نیشابور1، نیشابور2، نیشابور3، نیشابور4، سبزوار، مشهد1، مشهد2، نطنز، خاف، چای­باق خراسان، تربت­جام، کاشان، گناباد، تربت­حیدریه، بیرجند، یزد، شیراز، اصفهان، کاشمر) و 7 غلظت عصاره آبی زعفران (0، 3، 6، 5/12، 25، 50 و 100 درصد) بود. صفات مورد بررسی شامل طول ریشه­چه، طول ساقه­چه، وزن تر ریشه­چه، وزن تر ساقه‌چه، وزن خشک ساقه­چه، درصد و سرعت جوانه­زنی بذر بودند. پیچک صحرایی به‌عنوان علف هرز هدف مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج به‌دست آمده اثر ژنوتیپ، غلظت و اثر متقابل آن­دو بر روی تمام صفات بررسی شده در این علف هرز در سطح یک درصد معنی­دار بود. ژنوتیپ­های مورد بررسی تأثیر متفاوتی بر روی صفات پیچک صحرایی داشتند. به این صورت‌که بیشترین اثر بازدارندگی مربوط به ژنوتیپ‌ خاف و نیشابور3 و کمترین اثر بازدارندگی مربوط به ژنوتیپ­های کاشان، تربت­جام و گناباد بود. همچنین عصاره‌ها باعث کاهش تمام صفات شد، اما میزان تأثیر آن متفاوت بود. به‌نحوی‌که با افزایش غلظت عصاره اثر بازدارندگی بیشتر شد و بیشترین اثر بازدارندگی در غلظت 100 درصد و کمترین بازدارندگی در غلظت 3 درصد عصاره مشاهده شد.

واژه‌های کلیدی: دگرآسیبی، عصاره آبی، ژنوتیپ زعفران، بازدارندگی رشد، پیچک صحرایی

* نویسنده مسئول، تلفن: 03133913427 ، پست الکترونیکی: hehtemam@cc.iut.ac.ir

مقدمه

 

تحت شرایط مزرعه‌ای هجوم علف‌های هرز یکی از مهمترین عوامل کاهش عملکرد گیاهان زراعی می‌باشد که بخشی از این کاهش به وسیله‌ خصوصیات دگرآسیبی علف‌های هرز ایجاد می‌شود (1). پیچک صحرایی یکی از ده علف هرز مشکل ساز دنیا محسوب می­شود و از علف­های هرز مهم ایران می‌باشد، که به دلیل دائمی و بومی بودن در مزارع، باغ­ها و محصولات تابستانه گسترش فراوان دارد. استقرار و گسترش این علف هرز به علت تولید بذر فراوان و سیستم ریشه­ای وسیعی است که با داشتن تعداد زیادی جوانه می­تواند ساقه­های جدیدی ایجاد کند (13). گزارش شده است که رشد گونه‌ها تحت تداخل با این علف هرز تا ٨٥ درصد کاهش می­یابد (9). تحقیقات بر روی تداخل پیچک با ١٠٠ گونه زراعی نشان داد که حضور پیچک صحرایی به‌طور گسترد‌ه بر جوانه زنی و رشد این گیاهان اثر گذاشت. توقف جوانه زنی بذرها از صفر تا ٦٥ درصد در مقایسه با شاهد در گونه های مختلف متفاوت بود. تعداد علف­های هرز مقاوم به علف‌کش­ها به‌طور وسیعی در حال افزایش می‌باشد، این مسئله علاقه­ای فزاینده در جهت شناسایی شیوه­های کاهش خطر ایجاد مقاومت به علف کش­ها در علف­های هرز ایجاد کرده است (16). بخشی از این شیوه­ها به وسیله­ ویژگی­های دگرآسیبی گیاهان ایجاد می­شود، به‌طوری‌که می‌توان از پتانسیل دگرآسیبی گیاهان برای یافتن علف‌کش­های طبیعی استفاده کرد. این ترکیبات نسبت به علف‌کش­های مصنوعی موجود اختصاصی­تر عمل کرده و عوارض نامطلوب زیست محیطی کمتری ایجاد می‌کنند (18). زعفران گران­بها­ترین گیاه زراعی موجود در روی کره زمین است و از گیاهان بومی ایران می­باشد که به صورت پراکنده در اکثر نقاط ایران کشت می­شود. زعفران گیاهی مهم با ارزش اقتصادی فراوان برای ایران می­باشد. با مروری بر عملکرد زعفران به عنوان گیاه بومی ایران در سه دهه­ اخیر پی خواهیم برد که با توجه به اینکه بالغ بر 84 درصد سطح زیر کشت زعفران دنیا به ایران تعلق دارد، مسئولان و متخصصان دخیل در امر تولید این گیاه سهل انگاری­های فراوانی داشته­اند. از مشکلات اساسی و مهم زارعان زعفران­کار وجود علف­های هرز در مزارع می­باشد که سالیانه مبلغ هنگفتی صرف دفع مکانیکی آنها می­شود (7). این احتمال می­رود که زعفران به‌عنوان یک گیاه دارویی حاوی متابولیت­های ثانویه در کاهش رشد علف هرز از طریق دگرآسیبی مؤثر باشد. اثر دگر آسیبی بقایای اندام های هوایی و کورم زعفران بر رشد گندم، چاودار، ماش و لوبیا بررسی شده است که نتایج نشان داد با افزایش مقدار بافت های اندام هوایی زعفران اضافه شده به خاک نسبت به شاهد درصد کلروفیل، ارتفاع، سطح برگ، بیوماس اندام های هوایی و ریشه افزایش یافت اما با افزایش مقدار بافت کورم زعفران اضافه شده به خاک، نسبت به شاهد همه صفات کاهش یافتند. گیاهان تابستانه ماش و لوبیا در مقایسه با گیاهان زمستانه گندم و چاودار کمتر تحت تأثیر تنش مواد موجود در بافت های زعفران قرار گرفتند (1). با وجود این در زمینه­ استفاده از دگرآسیبی زعفران و به‌ویژه اثر آللوپاتی ژنوتیپ­های مختلف آن بر روی علف­های هرز تاکنون تلاش جدی انجام نشده است. شواهد تجربی بسیاری در مورد اثرات دگرآسیبی زعفران بر خودش (Autpathy) وجود دارد. به عقیده برخی کشاورزان قائنات در زمینی که قبلا زعفران کشت شده نمی‌توان دوباره بلافاصله زعفران کشت نمود و حداقل دو برابر مدتی که زعفران در زمین بوده برای کاشت مجدد آن باید فاصله انداخت (2). در اسپانیا در زمین­هایی که قبلا تحت کشت زعفران بودند و مجددا کشت آن گیاه مورد نظر باشد با توجه به شرایط خاک، 2-1 سال فرصت مجدد به زمین می­دهند که فاصله زمانی برای مزارع فاریاب 1 سال و برای مزارع دیم 2 سال می­باشد (3). در کشمیر مزارعی را که قبلا زعفران در آن کشت شده باشد یکسال آیش گذاشته و در سال دوم گندم یا خردل می­کارند و بعد زعفران را کشت می­کنند (3). شایان ذکر است در زمینه مبارزه با علف­های هرز با استفاده از خواص دگرآسیبی زعفران در جهت تولید علف‌کش‌های زیستی با درک پتانسیل دگرآسیبی این گیاه زراعی می‌توان راهکار سودمند و جدیدی ارائه داد. شناسایی ژنوتیپ­هایی از زعفران با بیشترین تأثیر در مهار جوانه­زنی و رشد علف­های هرز گامی مثبت و ارزشمند در الگوی تناوبی گیاهان زراعی به منظور کنترل علف­های هرز و نیز تولید پایدار محصولات کشاورزی پر ارزش مانند زعفران می‌باشد.

مواد و روشها

این تحقیق در سال 91-92 در آزمایشگاه گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. آزمایش در 2 مرحله‌، شامل: ۱-  جمع آوری، تهیه پودر و عصاره از برگ ژنوتیپ‌های زعفران و 2-  آزمون جوانه زنی انجام شد .بررسی های جوانه زنی به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی در ۳ تکرار اجرا گردید. فاکتورهای مورد بررسی شامل20 نوع ژنوتیپ زعفران (که از نقاط مختلف ایران جمع آوری شدند و همزمان در مزرعه‌ زعفران مرکز تحقیقات فزوه اصفهان کشت شد و برداشت اندام های هوایی نیز همزمان انجام شد) و هفت سطح غلظت عصاره زعفران بود. از آنجا که پیچک صحرایی یکی از مخرب ترین علف‌های هرز این زراعت می باشد، به عنوان گیاه هدف در این آزمایش انتخاب گردید. برای تهیه­ عصاره، از اندام­های هوایی زعفران که همزمان کشت شده و برگ های زعفران که همه در یک مرحله رشدی بودند،20 ژنوتیپ زعفران مطابق جدول 1 جمع آوری شد.

جدول 1- لیست ژنوتیپ­های زعفران مورد بررسی در این آزمایش

محل جمع آوری

ژنوتیپ

همدان

همدان

میان جلگه

نیشابور 1

روستای زیرجان

نیشابور 2

روستای خوجان

نیشابور 3

روستای قوبید

نیشابور 4

سبزوار

سبزوار

فیض آباد

مشهد 1

فیض آباد

مشهد 2

نطنز

نطنز

خاف

خاف

چای باق

خراسان

تربت جام

تربت جام

مشهداردهال

کاشان

گناباد

گناباد

تربت حیدریه

تربت حیدریه

مهویه

بیرجند

مهاباد

یزد

استهبان

شیراز

اصفهان

اصفهان

کاشمر

کاشمر

اندام­های هوایی زعفران پس از برداشت در هوای آزاد خشک شدند، برای تهیه­ عصاره 100 گرم از ماده­ خشک را پودر­کرده داخل بالن ریخته و با آب مقطر به حجم 1 لیتر رسانده شد، محلول حاصل به مدت 24 ساعت در دمای اتاق نگهداری گردید. سپس با استفاده از پارچه­ صافی آن را صاف کرده و محلول بدست آمده، با دور 3000 و به مدت 20 دقیقه سانتریفیوژ گردید. ناخالصی­های ته‌نشین شده در فالکون­ها از محلول جدا شدند (14). از عصاره­های حاصل، غلظت­هایی در هفت سطح 0، 3، 6، 5/12، 25، 50 و 100 درصد تهیه شد (غلظت صفر به عنوان شاهد در نظر گرفته شد). بذرهای پیچک به دلیل داشتن پوسته غیر قابل نفوذ قادر­ند تا 20 سال و حتی در شرایط آزمایشگاهی تا 50 سال به حالت خواب بمانند و قوه­ نامیه خود را حفظ کنند (16) به منظور برطرف کردن خواب، بذرها به مدت 5، 15، 25، 30، 45، 50 و 60 دقیقه در اسید سولفوریک خالص (99 درصد) قرار داده شدند. سپس به مدت نیم ساعت در داخل آب قرار داده شدند تا اثر اسید از روی بذرها پاک شود و بعد از چند مرحله شست وشو بذرها خشک شده و تا موقع کشت در دمای معمولی اتاق و محیط خشک نگه داری شدند. در تیمار 60 دقیقه اسید سولفوریک، 100 درصد جوانه زنی بذرهای پیچک در آب مقطر مشاهده شد و هیچ گونه آسیبی به بذرها وارد نشد، بنابراین از این تیمار برای برطرف کردن خواب بذرها استفاده شد.

بررسیآزمایشگاهی:آزمایش جوانه زنی براساس مقررات ISTA داخل ژرمیناتور اجرا شد. در داخل هر پتری 50 عدد بذر قرارگرفت. سطوح مختلف عصاره‌های زعفران و آب مقطر ضدعفونی شده به عنوان شاهد در محیط پتری دیش‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. جوانه زنی  براساس خروج ریشه­چه حداقل به میزان 2 میلیمتر تعریف گردید. آزمایش به مدت ١٠ روز ادامه داشت. برای تعیین اثر سطوح عصاره‌ ژنوتیپ‌های مختلف زعفران بر جوانه زنی پیچک صحرایی، پارامترهای درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، روند تغییرات وزن خشک و تر گیاه­چه و روند تغییرات طول ساقه چه و ریشه چه ارزیابی شد (15). به منظور محاسبه درصد کاهش یا افزایش صفات اندازه‌گیری شده‌ گیاهچه­ها در مقایسه با شاهد در آزمایش زیست سنجی از فرمول صفحه بعد استفاده شد.

  = درصد بازدارندگی

همچنین برای محاسبه درصد و سرعت جوانه زنی از فرمولهای زیر استفاده گردید.

 

 

 

 

تجزیه واریانس داده­ها به‌وسیله نرم افزار آماری SAS و میانگین تیمارها بر مبنای LSD محاسبه ­گردید. به منظور گروه بندی ژنوتیپ­ها تجزیه خوشه ای با استفاده از نرم افزار SPSS انجام شد.

نتایج و بحث 

طول ساقه چه و ریشه چه:  نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد که اثر ژنوتیپ و غلظت عصاره  بر طول ساقه چه و ریشه چه در سطح آماری یک درصد معنی دار بود. همچنین اثر متقابل این دو فاکتور بر صفات مورد بررسی معنی دار شد.

در بررسی اثرات متقابل بازدارندگی ژنوتیپ و افزایش غلظت عصاره در گیاه پیچک صحرایی، واکنش طول ریشه‌چه و ساقه‌چه کاهشی بود. اما با شدت های متفاوت و شیب های مختلف به طوری که در صفت طول ریشه چه تمام ژنوتیپ ها در غلظت 100 درصد بیشترین بازدارندگی را داشتند و از بین آنها ژنوتیپ های نیشابور3، نیشابور4 ، سبزوار، مشهد1، مشهد2،نطنز، خاف، خراسان، تربت جام، تربت حیدریه، بیرجند، یزد، شیراز و اصفهان در غلظت 100، 100 درصد بازدارندگی داشتند و هیچ گونه جوانه زنی مشاهده نشد (این ژنوتیپ ها از لحاظ آماری تفاوت معنی داری با هم ندارند). ژنوتیپ ها در غلظت 3 درصد کمترین بازدارندگی را داشتند و در اثر متقابل ژنوتیپ همدان و غلظت 3 درصد بیشترین تحریک رشدی مشاهده شد (06/59-). در غلظت های 6 و 5/12 نیز اثر تحریک کنندگی مشاهده شد.

در صفت طول ساقه چه بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 100 درصد بیشترین بازدارندگی را داشتند و از بین آنها ژنوتیپ های نیشابور3، نیشابور4 ، سبزوار، مشهد1، مشهد2،نطنز، خاف، خراسان، تربت جام، کاشان، گناباد، تربت حیدریه، بیرجند، یزد، شیراز و اصفهان در غلظت 100، 100 درصد بازدارندگی داشتند و هیچ گونه جوانه زنی مشاهده نشد (این ژنوتیپ ها از لحاظ آماری تفاوت معنی داری با هم ندارند). ژنوتیپ ها در غلظت 3 درصد کمترین بازدارندگی را داشتند و در اثر متقابل ژنوتیپ سبزوار و غلظت 3 درصد بیشترین تحریک رشدی مشاهده شد (33/32-). در غلظت 6 درصد نیز اثر تحریک‌کنندگی مشاهده شد.

وزن تر ریشه‌چه و ساقه‌چه: نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد که اثر ژنوتیپ و غلظت عصاره بر وزن تر ریشه‌چه و ساقه‌چه در سطح آماری یک درصد معنی‌دار بود. همچنین اثر متقابل این دو فاکتور بر صفات مورد بررسی معنی‌دار شد.

در بررسی اثرات متقابل بازدارندگی ژنوتیپ و افزایش غلظت عصاره در گیاه پیچک صحرایی، واکنش وزن تر ریشه‌چه و ساقه‌چه کاهشی بود اما با شدت های متفاوت و شیب های مختلف به طوری که در صفت وزن تر ریشه چه بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 100 درصد بیشترین بازدارندگی را داشتند و از بین آنها ژنوتیپ های نیشابور3، نیشابور4 ، سبزوار، مشهد1، مشهد2،نطنز، خاف، خراسان، تربت جام، تربت حیدریه، بیرجند، یزد، شیراز و اصفهان در غلظت 100، 100 درصد بازدارندگی داشتند و هیچ گونه جوانه زنی مشاهده نشد (این ژنوتیپ ها از لحاظ آماری تفاوت معنی داری با هم ندارند). بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 3 درصد کمترین بازدارندگی را داشتند و در اثر متقابل ژنوتیپ مشهد1 و غلظت 3 درصد بیشترین تحریک رشدی مشاهده شد (20/9-). در غلظت های 6 و 5/12 نیز اثر تحریک کنندگی مشاهده شد.

 

جدول 2- خلاصه جدول تجزیه واریانس و اثرات متقابل غلظت عصاره و ژنوتیپ‌های زعفران

 

 

     

Mean Square 

     

Source

منابع تغییرات

درجه آزادی 

df 

سرعت

جوانه‌زنی Germination velocity 

درصد جوانه‌زنی 

%Germination 

وزن خشک

 ساقه‌چه 

Shootdry weight 

وزن تر

ساقه‌چه 

Shootfresh weight 

وزن تر

 ریشه‌چه

Root fresh weight

طول ساقه‌چه

Shoot lenght

طول ریشه‌چه

Root lenght

Genotyp (G)

19

1493/98**

548/74**

862/00**

902/34**

892/10**

319/78**

1107/01**

Concentration (C)

6

78275/24**

62239/52**

98748/54**

85570/13**

62476/49**

90960/06**

92764/7**

G×C

114

394/81**

401/46**

846/81**

473/45**

619/65**

301/53**

448/5**

Error

280

9/95

49/15

20/80

4/86

9/35

26/78

39/00

(%)C.V

 

12/13

28/31

18/44

7/90

13/11

16/25

19/50

** و *: به‌ترتیب در سطح 5% و 1%  معنی‌دار می‌باشد.              ns: در سطح احتمال 1% و 5% معنی­دار نمی‌باشد.

 

در صفت وزن تر ساقه چه بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 100 درصد بیشترین بازدارندگی را داشتند و از بین آن ها ژنوتیپ های نیشابور3، نیشابور4 ، سبزوار، مشهد1، مشهد2،نطنز، خاف، خراسان، تربت جام، کاشان، گناباد، تربت حیدریه، بیرجند، یزد، شیراز، اصفهان و کاشمر در غلظت 100،100 درصد بازدارندگی داشتند و هیچ گونه جوانه زنی مشاهده نشد( این ژنوتیپ ها از لحاظ آماری تفاوت معنی داری با هم ندارند). بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 3 درصد کمترین بازدارندگی را داشتند و در اثر متقابل ژنوتیپ کاشان و غلظت 3 درصد بیشترین تحریک رشدی مشاهده شد(90/37-). در غلظت های 6 و 5/12 نیز اثر تحریک کنندگی مشاهده شد.

وزن خشک ساقه‌چه: نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد که اثر ژنوتیپ و غلظت عصاره بر وزن خشک ساقه‌چه در سطح آماری یک درصد معنی‌دار بود. همچنین اثر متقابل این دو فاکتور بر صفت مورد بررسی معنی‌دار شد.

در بررسی اثرات متقابل بازدارندگی ژنوتیپ و افزایش غلظت عصاره در گیاه پیچک صحرایی، واکنش وزن خشک ساقه‌چه کاهشی بود اما با شدت های متفاوت و شیب های مختلف به طوری که در صفت وزن خشک ساقه چه بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 100 درصد بیشترین بازدارندگی را داشتند و از بین آنها ژنوتیپ های نیشابور3، نیشابور4 ، سبزوار، مشهد1، مشهد2، نطنز، خاف، خراسان، تربت جام، تربت حیدریه، بیرجند، یزد، شیراز و اصفهان در غلظت 100، 100 درصد بازدارندگی داشتند و هیچ گونه جوانه زنی مشاهده نشد (این ژنوتیپ ها از لحاظ آماری تفاوت معنی داری با هم ندارند). بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 3 درصد کمترین بازدارندگی را داشتند و در اثر متقابل ژنوتیپ کاشان و غلظت 3 درصد تحریک رشدی مشاهده شد (10/24-). در غلظت های 6 ، 5/12، 25 و 50 نیز اثر تحریک کنندگی مشاهده شد.

درصد و سرعت جوانه‌زنی: نتایج جدول تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد که اثر ژنوتیپ و غلظت عصاره  بر درصد و سرعت جوانه‌زنی در سطح آماری یک درصد معنی دار بود. همچنین اثر متقابل این دو فاکتور بر صفات مورد بررسی معنی‌دار شد.

در بررسی اثرات متقابل بازدارندگی ژنوتیپ و افزایش غلظت عصاره در گیاه پیچک صحرایی، واکنش درصد و سرعت جوانه زنی کاهشی بود اما با شدت های متفاوت و شیب های مختلف به طوری که در صفت درصد جوانه زنی بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 100 درصد بیشترین بازدارندگی را داشتند و از بین آنها ژنوتیپ های نیشابور3، نیشابور4 ، سبزوار، مشهد1، مشهد2، نطنز، خاف، خراسان، تربت جام، تربت حیدریه، بیرجند، یزد، شیراز و اصفهان در غلظت 100، 100 درصد بازدارندگی داشتند و هیچ گونه جوانه زنی مشاهده نشد (این ژنوتیپ ها از لحاظ آماری تفاوت معنی داری با هم ندارند). بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 3 درصد کمترین بازدارندگی را داشتند و در اثر متقابل ژنوتیپ شیراز و غلظت 3 درصد تحریک رشدی مشاهده شد (53/-). در صفت سرعت جوانه زنی بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 100 درصد بیشترین بازدارندگی را داشتند و از بین آنها ژنوتیپ های نیشابور3، نیشابور4 ، سبزوار، مشهد1، مشهد2، خاف، خراسان، تربت جام، تربت حیدریه، بیرجند، یزد، شیراز و اصفهان در غلظت 100، 100 درصد بازدارندگی داشتند و هیچ گونه جوانه زنی مشاهده نشد (این ژنوتیپ ها از لحاظ آماری تفاوت معنی داری با هم ندارند). بیشتر ژنوتیپ ها در غلظت 3 درصد کمترین بازدارندگی را داشتند و در اثر متقابل ژنوتیپ یزد و غلظت 3 درصد تحریک رشدی مشاهده شد(83/34-). در غلظت های 6 و 5/12 نیز اثر تحریک کنندگی مشاهده شد.

بر اساس تجزیه­ خوشه­ای (شکل1)، به طور کلی ژنوتیپ­های زعفران از لحاظ تأثیر عصاره بر علف هرز پیچک صحرایی به دو دسته گروه بندی شدند. دسته اول ژنوتیپ­هایی بودند که اثر بازدارندگی نسبتا بالایی بر پیچک صحرایی گذاشتند، این دسته شامل ژنوتیپ­های نیشابور4، خاف، نیشابور3، نطنز، تربت جام، خراسان، بیرجند، نیشابور2، سبزوار، مشهد1، نیشابور1، مشهد2، شیراز، بود.

 

شکل 1- گروه‌بندی ژنوتیپ‌های زعفران از لحاظ تأثیر دگرآسیبی عصاره حاصل از زعفران روی علف هرز پیچک صحرایی

دسته دوم ژنوتیپ­هایی هستند که اثر بازدارندگی نسبتا پایینی روی شاخص­های اندازه گیری شده بر پیچک صحرایی داشتند، این دسته شامل ژنوتیپ­های تربت حیدریه، کاشمر، اصفهان، یزد، همدان، کاشان و گناباد بود (این نتایج با نتایج آزمون LSD مطابقت داشت).

بحث

ژنوتیپ های مورد بررسی در این تحقیق اثر بازدارندگی متفاوتی بر روی صفات مورد نظر داشتند، به‌طوری‌که اثر بازدارندگی برخی از ژنوتیپ ها بیشتر و برخی کمتر بود. در واقع تمام ژنوتیپ­ها باعث کاهش این صفات در علف هرز پیچک صحرایی شدند، ولی میزان اثرگذاری آنها متفاوت بود (جدول 3). ژنوتیپ­های خاف (در صفات طول ریشه‌چه، وزن تر ساقه‌چه و درصد جوانه‌زنی) و نیشابور3 (در صفات طول ساقه‌چه، وزن تر ریشه‌چه، درصد جوانه‌زنی و سرعت جوانه‌زنی) بیشترین اثر بازدارندگی را داشتند و ژنوتیپ­های کاشان (در صفات طول ساقه‌چه، وزن تر و خشک ساقه‌چه و درصد جوانه‌زنی) و گناباد (در صفت وزن خشک ساقه‌چه) کمترین اثر بازدارندگی را در صفات مذکور نشان دادند.

 

 

جدول 3- مقایسه میانگین درصد بازدارندگی صفات مختلف تحت تأثیر تیمار ژنوتیپ

طول ریشه‌چه (%)

Root length

طول ساقه‌چه (%)

Shoot lenght

وزن تر

ریشه‌چه (%)

Root fresh weight

وزن تر

ساقه‌چه (%)

Root fresh weight

وزن خشک

 ساقه‌چه (%)

Shootdry weight

درصد

 جوانه‌زنی (%)

%Germination

 

سرعت

 جوانه‌زنی (%)

Germination velocity

ژنوتیپ

Genotype

 

09i/13

28fgh/30

31c/28

97fg/24

05fg/3

49g/21

64d/31

همدان

10gh/28

91ghi/28

94c/27

75d/32

33de/6

09defg/24

29ef/26

نیشابور1

74ef/33

71cde/33

83k/10

21gh/24

51f/3

84ab/30

75b/35

نیشابور2

46bc/39

05a/39

99a/33

99b/36

08cd/7

58a/32

24a/38

نیشابور3

48b/41

66bcd/35

75hi/17

80e/28

71ab/17

84cdef/25

06d/31

نیشابور4

46cde/37

40efg/31

48a/32

10d/32

63de/6

71abc/29

32cd/32

سبزوار

79cde/36

52def/32

22ab/32

97c/33

43f/3

81efg/23

99e/27

مشهد1

98fg/30

06fgh/30

64d/23

60c/34

03h/3-

57g/21

76c/33

مشهد2

14gh/29

06efgh/31

9ij/15

96e/28

61cd/7

17defg/24

11fg/25

نطنز

31a/45

27ab/37

34hij/16

66a/38

23b/15

00a/33

56d/31

خاف

4cde/37

99bcd/34

13d/23

87d/31

12ef/4

14bcd/28

00cd/32

خراسان

21gh/27

98abc/35

22j/15

01e/30

82cd/7

36cdef/26

84f/25

تربت جام

27h/25

13j/24

80fg/19

46k/14

88h/3-

67h/15

70h/20

کاشان

38fg/30

20ghi/29

97gh/17

19j/18

22h/3-

51h/12

06i/17

گناباد

31gh/28

48ij/26

23de/22

87i/20

47c/9

00g/21

87h/19

تربت حیدریه

42fg/30

56efj/31

97ef/20

10f/26

90fg/2

32bcde/27

63cd/32

بیرجند

25de/35

05hi/28

88c/26

01j/19

31fg/2

13bcde/27

11k/6

یزد

56bcd/38

14ab/37

43b/30

53c/33

56g/0

49fg/22

15j/12

شیراز

46gh/28

25fgh/30

51c/27

37h/23

71a/19

62defg/24

87g/23

اصفهان

69h/25

19ghi/29

74de/22

58f/25

88cd/8

81fg/22

21i/16

کاشمر

میانگین­های دارای حروف مشابه در هر ستون از نظر آماری تفاوت معنی­داری (P<0.05) ندارند.

 

جدول 4- مقایسه میانگین درصد بازدارندگی صفات مختلف تحت تأثیر تیمار غلظت عصاره

طول

 ریشه‌چه (%)

Root length

طول

 ساقه‌چه (%)

Shoot lenght

وزن تر

 ریشه‌چه (%)

Root fresh weight

وزن تر

 ساقه‌چه (%)

Root fresh weight

وزن خشک

ساقه‌چه (%)

Shootdry weight

درصد

 جوانه‌زنی (%)

%Germination

 

سرعت

 جوانه‌زنی (%)

Germination velocity

غلظت عصاره

extract concentration

45f/7-

17g/6-

60e/3

80g/7-

93c/5-

34e/7

60g/2-

3

92e/0

30e/3

15e/3

25e/3

95e/12-

95d/9

47e/5

6

72d/25

90d/20

82d/12

52d/15

63e/12-

84de/11

19d/10

5/12

67c/42

08c/39

45c/22

40c/29

89f/15-

85c/19

46c/17

25

64b/70

16b/68

15b/39

29b/57

91d/8-

50b/60

97b/57

50

24a/95

65a/97

06a/89

73a/97

04a/97

83a/91

57a/93

100

میانگین‌­های دارای حروف مشابه در هر ستون از نظر آماری تفاوت معنی­داری (P<0.05) ندارند.


البته تفاوت بین گونه­های گیاهی از لحاظ تأثیر بر جوانه­زنی علف­های هرز توسط بسیاری از محققان گزارش شده که به تنوع آللوکمیکال­های موجود در گیاهان برمی­گردد. یک آللوکمیکال خاص، می­تواند بر یک گیاه اثر منفی داشته باشد، درصورتی‌که بر گیاه دیگر اثرات مضر کمتری را سبب شود و این مسئله باعث انتخابی عمل کردن آنها و در نتیجه استفاده بهتر از این گیاهان در مدیریت علف­های هرز وسیستم­های زراعی و باغی خواهد شد (21). توانایی دگرآسیبی 453 توده مرغ از پنجاه کشور مورد  بررسی قرار گرفت و تفاوت معنی­داری از نظر اثر بازدارندگی بر ریشه­ گندم از 10 تا 91 درصد در آنها گزارش گردید. از 453 توده، 63 توده اثرات دگرآسیبی بسیار قوی داشتند که اثر بازدارندگی آنها بیش از 81 درصد روی رشد ریشه­ گندم بود، در حالی که 21 توده، اثر دگرآسیبی ضعیفی داشتند و اثر بازدارندگی کمتر از 45 درصد را نشان دادند (21). مواد شیمیایی دگرآسیب رشد و نمو گیاهان را تحت تأثیر قرار می‌دهند، برخی از این اثرات به‌صورت کاهش یا توقف سرعت رشد، ایجاد بذر­های متورم و تیره، کاهش رشد طولی ریشه یا ریشه­های فرعی و ساقه، متورم یا نکروزه شدن نوک ریشه، پیچش محور ریشه، تغییر رنگ ریشه ، فقدان ریشه­های مویین، افزایش تعداد ریشه­های جانبی، کاهش وزن خشک و کاهش ظرفیت تولید می باشد (21). عصاره برگ چای (Camellia sinensis)سبب کاهش تعداد و سطح برگ­های گیاه (  Golden foxtail) بخصوص در غلظت­ بالای عصاره­ها می‌شود (20). مرحله­ جوانه‌زنی بذرها یکی از حساس­ترین مراحل زندگی­گیاهان است. آثار دگرآسیبی این ترکیبات اغلب در اوایل چرخه­ زندگی شدیدتر است و از جوانه زنی بذرهایشان ممانعت می­کند (12). با ظهور سریعتر ریشه­ها و جذب مواد دگرآسیب، ریشه‌ها مدت بیشتری تحت تأثیر آللوکمیکال­ها قرار می‌گیرند. ریشه‌ اولیه بسیار حساس‌تر از ساقه است، این مطلب می‌تواند ناشی از آن باشد که ریشه اولین جایگاه تماس مستقیم با آللوکمیکال‌ها است و رشد آن بیشتر از ساقه تحت تأثیر قرار می‌گیرد (19). کاهش تعداد ریشه­های فرعی و طول ریشه­های سورگوم تیمار شده با مواد دگرآسیب زعفران نشان می­دهد که مواد دگرآسیب تعداد تقسیمات سلولی در مناطق مریستمی، رشد طولی سلول­ها و نفوذ پذیری غشا را کاهش می­دهد اما رشد شعاعی آن را افزایش می­دهد (4). در آزمایشی اثرات آللوپاتیک عصاره برگ و بنه زعفران بر رشد گیاهچه تاج خروس و سلمه تره مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حاکی از آن بود که عصاره برگ و بنه زعفران، ارتفاع، سطح برگ، وزن برگ، وزن ساقه تک بوته هر دو گونه علف هرز را کاهش داد. همچنین در مقایسه دو گونه علف هرز مشخص شد که در مورد علف هرز تاج خروس، تأثیر بازدارندگی عصاره برگ و در مورد سلمه تره، تأثیر کاهندگی عصاره بنه بیشتر بود (5). تحقیقات نشان دادند که عصاره آبی گیاه جاتروفا (Jatropha curcas)  باعث کاهش طول ریشه‌چه و ساقه‌چه و جوانه‌زنی در گیاهانی مانند لوبیا، ذرت، گوجه فرنگی و ختمی شد (10). محققان نشان دادند که میانگین رشد طولی ساقه در گوجه فرنگی و گندم در حضور غلظت­های متفاوت مورخوش (Zhumeria majdae) کاهش می­یابد (8). ژنوتیپ­های کاشان، گناباد و مشهد2 در صفت وزن خشک ساقه چه اثر تحریک کنندگی داشتند. ترکیباتی که در غلظت خاص مانع رشد گونه­ای می‌شوند، ممکن است در غلظت کمتر سبب تحریک رشد همان گونه یا گونه­های دیگر شوند. میزان ممانعت به غلظت آنها بستگی دارد. عصاره برگ چای (Camellia sinensis) سبب کاهش تعداد و سطح برگ­های گیاه ) (Golden foxtail مخصوصا غلظت­ بالای عصاره­ها شد. بروز برگ­هایی با سطح بیشتر در نمونه­های تیمار شده با برگ­های میان سال با غلظت 1 درصد می­تواند به علت اثر تحریک کنندگی محتوای بالای آنتوسیانین در این برگ­ها باشد (20). صفات طول ریشه­چه و ساقه‌چه، وزن تر ریشه‌چه و ساقه‌چه، وزن خشک ساقه‌چه، درصد و سرعت جوانه ‌زنی در گیاهچه­های مورد نظر با افزایش غلظت عصاره آبی ژنوتیپ­های زعفران در تمام غلظت­ها کاهش یافت و اثر بازدارندگی با افزایش غلظت افزایش پیدا کرد. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که در غلظت 100 درصد عصاره برای گیاهچه­ها امکان جوانه زنی وجود داشت اما پس از چند روز گیاهچه­های جوانه­زده در اثر افزایش غلظت و توان دگرآسیبی از بین رفتند. در حالت کلی به ترتیب غلظت های 100 و 50 درصد بازدارنده­ترین سطوح غلظت عصاره بودند و غلظت 3 درصد کمترین میزان بازدارندگی را داشت. در غلظت 3 درصد بجز صفات وزن تر ریشه‌چه و درصد جوانه‌زنی، اثر تحریک کنندگی مشاهده شد (جدول 4). به اعتقاد محققان، آللوکمیکال­ها در غلظت اندک قادر­ند رشد علف­های هرز را تحریک کنند. یک عامل که می‌تواند در تشدید اثرات آللوکمیکال‌ها دخیل باشد پتانسیل اسمزی عصاره است. در واقع با افزایش میزان آللوکمیکال‌ها پتانسیل اسمزی کاهش می‌یابد و جذب آب را با مشکل مواجه می‌کند (9). همچنین آللوکمیکال‌ها می‌تواند برخی از فرایند‌های فیزیولوژیکی و شیمیایی گیاهان از جمله جذب مواد معدنی، هورمون‌های گیاهی، فتوسنتز، تنفس، غشاء سلولی و نفوذ پذیری غشای سلولی، تقسیم سلولی و سنتز پروتئین­ها را تحت تأثیر قرار دهد و با افزایش غلظت آللوکمیکال‌ها تخریب این فرایندها افزایش می‌یابد (11). تحقیقات نشان داده است که عصاره برگ­های تر مرغ در غلظت 5/. ، 1، 5/1، 2 درصد به طور معنی­داری درصد جوانه زنی، طول ریشه چه و بخش هوایی گندم را کاهش داد. در این بررسی درصد کاهش محاسبه شده در بالاترین سطح عصاره (غلظت 2 درصد) در طول اندام هوایی و ریشه به ترتیب 68 و 93 درصد بود (9). حنطه و همکاران (2003) اثر دگرآسیبی آتریپلکس (Atriplex canescens) را بر روی درمنه دشتی (Artemisia seiberi) بررسی کردند. آزمایش در غلظت های 5، 10، 15، 20 و 25 درصد از عصاره اندام هوایی آتریپلکس و تیمار شاهد (آب مقطر) انجام شد. جوانه زنی درمنهدر تیمارهای شاهد و غلظت 5 درصد بالاترین و در غلظت 25 درصد کمترین درصد جوانه زنی مشاهده شد (17).

نتیجه‌گیری کلی: با توجه به نتایج بدست آمده از این تحقیق، زعفران دارای خاصیت دگرآسیبی برای مبارزه با پیچک صحرایی می‌باشد. در این تحقیق بیشترین خاصیت دگرآسیبی مربوط به ژنوتیپ خاف و نیشابور 3 و سطوح 100 درصد غلظت می‌باشد که می‌توان در منطقه با کشت این ژنوتیپ‌ها مبارزه طبیعی با علف هرز پیچک صحرایی که یکی از مهمترین علف های هرز تابستانه می‌باشد، انجام داد. در همین راستا شناسایی و استفاده از ژنوتیپ‌های دارای خاصیت دگرآسیبی بیشتر در جهت مبارزه با علف هرز می‌تواند باعث جهت‌دهی تحقیقات در زمینه تولید علف‌کش‌های زیست محیطی در زمینه فعالیت‌های کشاورزی باشد.

1- اقبالی، ش. م. ح. راشد محصل، م. خ. نصیری محلاتی، م. کازرونی منفرد، ا. 1387. اثر آللوپاتیک بقایای اندام­های هوایی و کورم زعفران بر رشد گندم، چاودار، ماش و لوبیا. مجله پژوهشهای زراعی ایران. جلد 6. شماره 2. ص 234-227. 

2- امیر قاسمی، ت. 1380. زعفران طلای سرخ ایران. انتشارات موسسه­ی فرهنگی نشر آیندگان. ص 112.

3- حبیبی، م. ب. باقری، ع. 1367. زعفران (زراعت، فرآیند، ترکیبات شیمیایی و استاندارد­های آن). انتشارات سازمان پژوهش­های علمی و صنعتی ایران، خراسان. ص 35. 

4- حجازی، ا. 1379. آللوپاتی (خود مسمومی و دگر مسمومی). انتشارات دانشگاه تهران. ص 181.

5- راشد محصل، م. ح. قرخلو، ج. راستگو، م. 1388. اثرات آللوپاتیک عصاره برگ و بنه زعفران بر رشد گیاهچه تاج خروس و سلمه تره. مجله پژوهش­های زراعی ایران. جلد 7. شماره 1. ص 61-53.

6- راشد محصل، م. ح. 1380. بیولوژی و کنترل علف­های هرز . انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. ص 291.

7- رمضانی، ا.، 1379. بررسی اثر وزن بنه روی عملکرد زعفران در اقلیم نیشابور. پایاننامه کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس.

8- سلطانی­پور، م. مرادشاهی، ع. رضایی، م. خلدبرین، ب. برازنده، م. 1387. اثرات آللوپاتیZhumeria majdai بر جوانه زنی و رشد گوجه فرنگی و گندم. مجله زیست شناسی ایران. شماره 1. ص 28-19.

 

9- Alam, S.M., S.A. Ala, A.R. Azmi, M.A. Kan and R. Ansari. 2001. Allelopathy and it's role in agriculture. J. Biol. Sci. 1: 308-315.

10- Alvarez-orti, M., L. Gomez-Gomez, A. Rubio, J. Escribano, J. Pardo, F. Jimenez and J.A. Fernandez. 2004. Development and Gene Expression in Saffron Corms. Acta Hort. 650: 141-148.

11- Batish, D.R., H.P. Singh, R.K. Kohli and S. Kaur. 2001. Crop allelopathy and its role in ecological agriculture. J. Crop Prod. 4: 121-161.

12- Bhowmik, P., C. Inderjit. 2003. Challenges and opportunities in implementing allelopathy for natural weed management. Crop Prot. 22: 661-671.

13- Degenaro, F.P. and S.C. Weller. 1984. Differential susceptibility of field bindweed (Convolvulus arvensis) biotypes to glyphosate. Weed Sci. 33: 472-476.

14- Dongzhi Lin, E., Y. Tsuzuki, Y. Sugimoto and H. Terao. 2003. Assessment of dwarf lilyturf(Ophiopogon japonicas K.) dried powder for weed control in transplanted rice. Crop Prot. 22: 431-435.

15- Dos Santos, D.e., D.F. Oliviera, L.W.R. Alves and D.A.S. Furtado. 2003. Effect of organic extracts associated with surfactant tween 80 on seed germination. Cienciae Agrotecnologia. 28 (2): 296-299.

16- Grobelnik Mlakar, S., M. Bavec, M. Turinek and F. Bavec. 2009. Rheological properties of dough made from grain Amaranth-Cereal composite flours based on wheat and spelt. Czech J. Food Sci. 5: 309-319.

17- Henteh, A., N. Zargham, U. Jafari, H. Mirzaiy Nadoshan, M.A. Zare Chahouki. 2003. The Study of Allrlopathy Effect of Atriplex Canesense (James) on Germination Seed Artemisia siebrre (Besser). Iran J. Nati. Res. 813-821.

18- Hurley, T.M., P.D. Mitchell and G.B. Frisvold. 2009. Effects of Weed-Resistance Concerns and Resistance-Management Practices on the Value of Roundup Ready Crops.  Agric. Bio. Forum.12: 291-302.

19- Kobayashi, K. 2004. Factors affecting phytotoxic activity of allelochemicals in soil. Weed Biol. Manag. 4: 1-7.

20- Peng, S.L., J. Wen and Q.F. Guo. 2004. Mechanism and active variety of allelochemicals. Acta. Bot. Sin. 46: 757-766.

21- Wu, H., J. Pratley, D. Lemerle, T. Haig, B. Verbeek. 1998. Wheat allelopathic potential against an herbicide-resistant biotype annual ryegrass, international Australian Agronomy Conference, Wagga, Australia.