Document Type : Research Paper
Authors
1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.
2 scientific member, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
Abstract
In order to study the effect of uniconazole and bio fertilizers on grain yield, chlorophyll fluorescence indices and some physiological traits of wheat under salinity soil conditions, a factorial experiment was conducted based on RCBD with three replications in 2018. Treatments were included soil salinity in four levels (non-application of salinity as control (1.72 dS m−1 and application of 40, 80 and 120 mM salinity in soil or equivalent to 3.68, 7.37 and 11.06 dS m−1, respectively), by NaCl and application of uniconazole and bio fertilizers in seven levels (control or no application of bio fertilizers and uniconazole, application of uniconazole, mycorrhiza fungi, pseudomonas putida, mycorrhiza with pseudomonas, mycorrhiza with uniconazole, both application of mycorrhiza with uniconazole and pseudomonas). Means comparision showed that both application of mycorrhiza with uniconazole and pseudomonas under no salinity condition increased maximum fluorescence (82.17 %), variable fluorescence (287.5 %), quantum yield (65.41 %), chlorophyll index (106.23 %) , leaf nitrogen content (76.66 %) and relative water content of flag leaf (101.76 %) in comparison with no application of bio fertilizers and uniconazole under 120 mM salinity condition. Maximum of minimum fluorescence (F0) and electrical conductivity were obtained at the highest soil salinity level. Also, both application mycorrhiza with pseudomonas and uniconazole increased grain yield per plant about 108.84% in comparison with no application of bio fertilizers at the highest soil salinity level.
Keywords
Main Subjects
تاثیر یونیکونازول و کودهای بیولوژیک بر عملکرد، شاخصهای فلورسانس کلروفیل و برخی صفات فیزیولوژیک گندم تحت شرایط شوری خاک
فاطمه آقائی، رئوف سیدشریفی* و حامد نریمانی
ایران، اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات
تاریخ دریافت: 9/6/1398 تاریخ پذیرش: 29/6/1399
چکیده
به منظور بررسی تاثیر یونیکونازول و کودهای بیولوژیک بر عملکرد، شاخصهای فلورسانس کلروفیل و برخی صفات فیزیولوژیک گندم تحت شرایط شوری خاک، آزمایش بصورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در سال 1397 در گلخانه پژوهشی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. تیمارها شامل شوری خاک در چهار سطح (عدم اعمال شوری بهعنوان شاهد یا شوری 72/1 دسیزیمنس بر متر و اعمال شوریهای 40، 80 و 120 میلیمولار در خاک به ترتیب معادل 68/3، 37/7 و 06/11 دسیزیمنس بر متر) و کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی در هفت سطح (قارچ میکوریز، یونیکونازول، باکتری سودوموناس، میکوریز با سودوموناس، میکوریز با یونیکونازول، کاربرد میکوریز با یونیکونازول و سودوموناس و شاهد) بود. مقایسه میانگینها نشان داد که کاربرد تواًم میکوریز با سودوموناس و یونیکونازول در شرایط عدم اعمال شوری، فلورسانس بیشینه (17/82 %)، فلورسانس متغیر (5/287 %)، عملکرد کوانتومی (41/65 %)، شاخص کلروفیل (23/106 %)، میزان نیتروژن برگ (66/76 %) و محتوای آب نسبی برگ پرچم (76/101 %) را در مقایسه با شوری 120 میلیمولار خاک و عدم کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی افزایش داد. بیشترین هدایت الکتریکی و فلورسانس حداقل (Fo) در بالاترین سطح شوری بدست آمد. همچنین کاربرد توام میکوریز با سودوموناس و یونیکونازول در شرایط عدم اعمال شوری عملکرد تک بوته نسبت به شرایط عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول و در بالاترین سطح از شوری خاک حدود 84/108 درصد افزایش داد. براساس نتایج این بررسی، به نظر میرسد کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول میتواند در بهبود عملکرد گندم در شرایط شوری خاک پیشنهاد شود.
واژههای کلیدی: سودوموناس، شاخص کلروفیل، هدایت الکتریکی، میکوریز.
* نویسنده مسئول، تلفن: 09143556585، پست الکترونیکی: raouf_ssharifi@yahoo.com
مقدمه
شوری یکی از مهمترین عوامل محدود کننده رشد بهخصوص در نواحی خشک و نیمه خشک است. این تنش از طریق ایجاد تغییرات آناتومیک، مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی بر جنبههای مختلف رشد و نمو گیاه تاثیر میگذارد و شدت خسارت وارده بسته به طول مدت تنش و مرحله رشدی گیاه متفاوت است (47). شوری با تولید گونههای فعال اکسیژن موجب افزایش نشت الکترولیت از غشاهای سلولی شده (50) و با آسیب به غشاء سلولی، نفوذپذیری و نشت الکترولیتها به درون پروتوپلاسم را افزایش داده و در نهایت موجب کاهش محتوای نسبی آب برگ میشود (18).
یکی دیگر از اثرات شوری در گیاه کاهش فعالیت فتوسنتزی در آن است که موجب کاهش مقدار کلروفیل، کاهش جذب CO2 و ظرفیت فتوسنتزی گیاه میگردد (19). کاهش شدت فتوسنتز بواسطه شوری به عوامل متعددی مانند دهیدراسیون غشاء سلول و در نتیجه کاهش جذب CO2 بهدلیل بسته شدن روزنهها، تسریع در فرآیند پیری، اختلال در انتقال الکترون فتوسنتزی، کاهش هدایت روزنهای و افزایش تولید گونههای فعال اکسیژن است که موجب آسیب اکسیداسیونی به فتوسیستمها میگردد (38). سطوح بالای شوری با تحت تاثیر قرار دادن و کاهش انتقال انرژی از رنگیزهها به مراکز واکنشی فتوسیستم II منجر به افزایش میزان فلورسانس کلروفیلی میگردد. از این رو امروزه از این شاخص برای ارزیابی اثر تنشها روی فتوسیستم II استفاده میگردد (10).
امروزه یکی از راه کارهای مناسب برای تعدیل یا کاهش اثرات شوری، افزایش رشد و کارایی جذب آب و مواد غذایی در گیاه (39) استفاده از کودهای زیستی است. سونگ (2005) اظهار داشت که کاربرد میکوریزا در محیط اطراف ریشه گیاه با توسعه سیستم ریشهای موجب بهبود جذب آب و عناصر غذایی میگردد (49). خیریزاده و سیدشریفی (2018) دلیل افزایش عملکرد دانه تریتیکاله در کاربرد میکوریزا و باکتریهای محرک رشد را به بهبود فلورسانس کلروفیل، هدایت الکتریکی، محتوای نسبی آب و شاخص کلروفیل نسبت دادند (3). بررسیهای گروور و همکاران (2010) نشان داد که کاربرد باکتریهای محرک رشد و نیز قارچ میکوریزا میتوانند به رشد بهتر گیاه به خصوص تحت شرایط تنش کمک کنند (23). گری و موکرجی (2004) اظهار داشتند که هیفهای قارچ در زیر نواحی تهی اطراف ریشه گسترش یافته و با جذب آب و مواد غذایی در محدوده وسیعی از سطح ریشه، موجب کاهش اثرات ناشی از تنش شوری میشوند (22). میشرا و همکاران (2010) بیان کردند که در شرایط تنش شوری، باکتریهای محرک رشد میتوانند بوسیلهی مکانیسمهای مختلفی مانند سنتز فیتوهورمونها (اکسین، سیتوکنین، جیبرلین)، محلول کردن موادی مانند فسفر، تولید سیدروفورها، جذب عناصر و تثبیت نیتروژن، تاثیر مثبتی بر تحمل گیاه به شرایط تنش، بهبود عملکرد و رشد گیاه داشته باشند (35). طهماسبی شامنصوری و همکاران (2017) گزارش کردند که کاربرد قارچ تحت شرایط تنش شوری موجب افزایش عملکرد دانه و شاخص برداشت گندم شد (6).
یونیکونازول یکی دیگر از تنظیمکنندههای رشد گیاهی است که از طریق افزایش محتوای کلروفیل و اسمولیتهای سازگار ( پرولین و قندهای محلول) موجب بهبود فتوسنتز، عملکرد و افزایش مقاومت به تنش آبی میشود (53). نتایج یک بررسی نشان داد کاربرد یونیکونازول در کلزا بهواسطهی تغییر در سطح هورمون آبسیزیک اسید و جیبرلین، منجر به تأخیر در پیری برگ و بهبود فتوسنتز جاری شد (55). بررسیهای محمد و همکاران (2014) نشان داد که محلولپاشی یونیکونازول در جو تحت تنش شوری با افزایش سنتز اسمولیتهای سازگار مانند پرولین و قندهای محلول موجب بهبود عملکرد دانه جو شد (37). بختا (2009)گزارش نمود که در شرایط تنش، محلولپاشی یونیکونازول در ماشک به دلیل تسریع در جوانهزنی و مؤلفههای رشدی، موجب بهبود عملکرد کمی و کیفی میگردد (12). دوان و همکاران (2008) در بررسی تأثیر یونیکونازول بر خسارتهای فیزیولوژیکی ایجادشده بهوسیلهی کمبود آب در طول دوره پر شدن دانه گندم اظهار داشتند که یونیکونازول به دلیل افزایش توان جذب و انتقال آب در گیاه، موجب بهبود فتوسنتز شد (14).
گسترش روز افزون شوری و نقش کودهای زیستی و یونیکونازول در تعدیل یا کاهش بخشی از اثر تنش شوری از یک طرف و بررسیهای محدود انجام شده در این راستا موجب شد تا اثر یونیکونازول و کودهای بیولوژیک بر عملکرد، شاخصهای فلورسانس کلروفیل و برخی صفات فیزیولوژیک گندم در شرایط شوری مورد ارزیابی قرار گیرد.
مواد و روشها
آزمایش بهصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوکهای
کامل تصادفی و در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1397 اجرا شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل شوری خاک در چهار سطح (عدم اعمال شوری بهعنوان شاهد و اعمال شوریهای 40، 80 و 120 میلیمولار در خاک به ترتیب معادل 68/3، 37/7 و 06/11 دسیزیمنس بر متر) با استفاده از نمک کلرید سدیم و فاکتور دوم شامل کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی (شامل قارچ میکوریز، یونیکونازول، کاربرد سودوموناس، کاربرد میکوریز با سودوموناس، کاربرد میکوریز با یونیکونازول، کاربرد میکوریز با یونیکونازول و سودوموناس و شاهد یا عدم کاربرد کودهای زیستیو یونیکونازول) بود. از قارچ Glomus intraradicese که مخلوطی از اسپور، هیف و قطعات جدا شده از ریشههای آلوده بود و از شرکت زیست فناوران توران تهیه شده بود استفاده شد. مقدار قارچ مورد استفاده بر اساس توصیه شرکت مذکور 20 گرم در هر متر مربع خاک بود. برای تلقیح بذر از باکتریPsedumonas Putida strain 186 که هرگرم آن 107 عدد باکتری زنده و فعال بود استفاده شد. این باکتری از موسسه خاک و آب تهران تهیه شد. از محلول صمغ عربی به نسبت 15 درصد وزنی-حجمی برای چسبندگی بهتر مایه تلقیح به بذرها استفاده شد. مقدار نمک مورد نیاز برای هر یک از سطوح شوری در خاک، با استفاده از نرم افزارSalt calc محاسبه شد. در این نرم افزار به استناد هدایت الکتریکی خاک و درصد عصاره اشباع، مقدار نمک مورد نیاز برای هر کیلوگرم خاک گلدان محاسبه شده (25) و به هر گلدان در دو مرحله از دوره رشد رویشی (بعد از کاشت و مرحله 4-3 برگی همراه آب آبیاری) اضافه شد. برای حفظ شوری در طول دوره رشد، در زیر هر گلدان زیرگلدانی قرار داده شد تا بعد از هر سه تا چهار نوبت آبیاری، دوباره نمکهای احتمالی وارد شده به زیرگلدانی، در آب حل شده و به داخل هر گلدان برگشت داده شود. محلولپاشی با یونیکونازول با غلظت 05/0 گرم در لیتر در مرحله ساقهروی انجام شد. اولین آبیاری بعد از کاشت و آبیاریهای بعدی بسته به شرایط محیطی و نیاز گیاه زراعی انجام شد. در این بررسی از گندم رقم زاگرس استفاده شد. این رقم دارای تیپ رشد بهاره، زودرس، با متوسط ارتفاع بوته 88 سانتیمتر، وزن هزار دانه 38 گرم برخوردار است. برای رسیدن به تراکم 360 بذر در متر مربع که تراکم مطلوب و توصیه این رقم است، 50 عدد بذر در گلدانهای به قطر 42 سانتیمتر کشت شدند. گلدانها در شرایط گلخانهای در دمای 20 تا 30 درجه سانتیگراد با طول دوره روشنایی 16-15 ساعت (با استفاده از ترکیبی از لامپهای معمولی و مهتابی) نگهداری شدند.
برای اندازهگیری پارامترهای فلورسانس کلروفیل برگ شامل F0 (حداقل فلورسانس از برگ سازگار شده با تاریکی)، Fm (حداکثر فلورسانس در برگ سازگار شده با تاریکی)، Fv (فلورساس متغیر از برگ سازگار شده با تاریکی) و Fv/Fm (عملکرد کوانتومی فتوسیستم دو در شرایط سازگار شده با تاریکی)، از 50 روز پس از کاشت، هر چهار روز یک بار توسط دستگاه فلورسانس کلروفیل (Chlorophyll fluorometer; Optic Science-OS-30 USA) از هر تیمار به طور تصادفی 6 برگ پرچم توسعه یافته (در فاصله زمانی ساعت 10-8 صبح) انتخاب و بعد از 15 دقیقه تاریکی توسط کلیپسهای مخصوص، شاخصهای F0، Fm، Fv/Fm و Fv تا مرحله خوشهدهی اندازهگیری شدند (30). شاخص کلروفیل با استفاده از دستگاه کلروفیل متر (SPAD-502 مینولتای ژاپن)، بعد از ظهور برگ پرچم به فواصل زمانی چهار روز یک بار تا مرحله خوشهدهی اندازهگیری شد.
میزان نیتروژن برگ از همان برگهایی که شاخص کلروفیل اندازهگیری شده بود بر اساس رابطه زیر محاسبه شد (46).
N= 017332/0 + 0016322/0 × SPAD رابطه 1:
برای اندازهگیری روند تغییرات درصد محتوای نسبی آب برگ پرچم (RWC) از زمان ظهور برگ پرچم تا مرحله خوشهدهی، از هر گلدان چهار برگ پرچم توسعه یافته به طور تصادفی انتخاب و بعد از قرار دادن در فویلهای آلومینیومی، داخل کیسههای پلاستیکی و روی یخ قرار داده و خیلی سریع به آزمایشگاه منتقل و با استفاده از رابطه پیشنهادی کوستوپولو و همکاران (2010) محتوای نسبی آب برگ محاسبه شد (33).
RWC = (FW -DW)/(TW -DW) ×100 رابطه2 :
در این رابطه RWC محتوای نسبی آب، FW وزن تر، TW وزن آماس یافته و DW وزن خشک است.
برای اندازهگیری هدایت الکتریکی برگ پرچم در همان شرایط مربوط به اندازهگیری درصد محتوای نسبی آب، نمونههای برگ پرچم در بشرهای محتوی 25 میلیلیتر آب مقطر به مدت 24 ساعت در دمای اتاق قرار گرفته و سپس میزان هدایت الکتریکی برگ پرچم توسط دستگاه EC متر (مدل Mi 180 Bench Meter) اندازهگیری و برحسب میکروزیمنس بر سانتیمتر اندازهگیری شد. برای اندازه گیری وزن دانه در تک بوته در زمان رسیدگی تعداد پنج بوته به ظاهر یکنواخت و مشابه که بهطور تصادفی در هر گلدان مشخص، و میانگین دادههای حاصل بهعنوان ارزش این صفت در تجزیه و تحلیل دادهها به کار گرفته شد. برای تجزیه دادهها و رسم نمودارها از نرم افزارهای 9.1 SAS و Excel و مقایسه میانگینها با آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد انجام شدند.
نتایج
بررسی روند تغییرات فلورسانس حداقل (F0) در پاسخ به تنش شوری و کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول در طول فصل رشد نشان داد که با گذشت زمان از روند افزایشی برخوردار بود ضمن آنکه فلورسانس حداقل (F0) همواره در شرایط عدم اعمال شوری، کمتر از شوری 120 میلیمولار خاک بود که بهنظر میرسد علت آن میتواند ناشی از افزایش شاخص کلروفیل (شکل 5) بهدلیل کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول باشد که موجب کاهش میزان فلورسانس حداقل شده است (شکل 1). نتایج نشان داد که عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول در شوری 120 میلیمولار خاک موجب افزایش 56/40 درصدی فلورسانس حداقل نسبت به شرایط کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی در شرایط عدم اعمال شوری شد.
نتایج نشان داد بیشترین مقدار فلورسانس متغیر در کاربرد توام میکوریز با یونیکونازول و سودوموناس تحت شرایط عدم اعمال شوری و کمترین مقدار آن در عدم کاربرد کودهای زیستی تحت شرایط شوری 120 میلیمولار خاک مشاهده شد (شکل 2). به بیانی دیگر کاربرد توام میکوریز با یونیکونازول و سودوموناس تحت شرایط عدم اعمال شوری، موجب افزایش 5/287 درصدی فلورسانس متغیر نسبت به شرایط عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول در بالاترین سطح از شوری خاک شد.
نتایج اندازهگیری فلورسانس حداکثر (Fm) نشان میدهد که در شرایط شوری کاهش قابل توجهی در فلورسانس حداکثر و در تخریب فتوشیمیایی نسبت به شرایط عدم اعمال شوری مشاهده گردید (شکل 3). نتایج نشان داد که در مراحل نهایی نمونهبرداری یا 70 روز پس از کاشت، کاربرد توام میکوریز با یونیکونازول و سودوموناس تحت شرایط عدم اعمال شوری از افزایش 17/82 درصدی فلورسانس حداکثر نسبت به عدم کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی در شرایط شوری 120 میلیمولار خاک برخوردار بود.
مقایسه میانگینها نشان داد 70 روز پس از کاشت کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول در شرایط عدم شوری موجب افزایش 41/65 درصدی عملکرد کوانتومی برگ پرچم نسبت به عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول تحت شرایط شوری 120 میلیمولار خاک شد (شکل 4).
شکل 1- تاثیر شوری، یونیکونازول و کودهای زیستی بر روند تغییرات فلورسانس حداقل (F0) برگ پرچم
شکل 2- تاثیر شوری، یونیکونازول و کودهای زیستی بر روند تغییرات فلورسانس متغییر برگ پرچم گندم
شکل 3-تاثیر شوری، یونیکونازول و کودهای زیستی بر روند تغییرات فلورسانس حداکثر (Fm) برگ پرچم گندم
شکل 4-تاثیر شوری، یونیکونازول و کودهای زیستی بر روند تغییرات عملکردکوانتومی (Fv/Fm) برگ پرچم گندم
در این بررسی نیز بهنظر میرسد کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول با افزایش شاخص کلروفیل و محتوای نسبی آب (شکلهای 5 و 8) موجب افزایش فلورسانس حداکثر و عملکرد کوانتومی شد.
بررسی روند تغییرات شاخص کلروفیل برگ پرچم در تیمارهای مورد بررسی نشان میدهد که این تغییرات در تمامی تیمارها روند نزولی نسبتا مشابهی داشت، بهطوری که شاخص کلروفیل در مراحل اول نمونهبرداری بالا بوده و با گذشت زمان روند نزولی داشت (شکل 5) البته در اثر کاربرد یونیکونازول، میکوریز و سودوموناس، روند تغییرات شاخص کلروفیل نوسان کمتری نشان داد بهطوری که در تمامی تیمارهای مورد آزمایش در مراحل نهایی نمونهبرداری یا 70 روز پس از کاشت، کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول در شرایط عدم شوری موجب افزایش 23/106 درصدی شاخص کلروفیل برگ پرچم نسبت به عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول تحت شرایط شوری 120 میلیمولار خاک شد (شکل 5).
شکل 5- تاثیر کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی بر روند تغییرات شاخص کلروفیل (SPAD) برگ پرچم در شرایط شوری خاک
بررسی روند تغییرات محتوای نیتروژن برگ پرچم در شرایط شوری (شکل 6) نشان میدهد که این تغییرات در تمامی تیمارها روند نزولی نسبتا مشابهی داشت، بهطوریکه میزان نیتروژن در مراحل اول نمونهبرداری بالا بوده و سپس تا انتهای فصل رشد بهدلیل نزدیک شدن به مرحله رسیدگی فیزیولوژیکی، همچنین با کاهش میزان کلروفیل برگ و پیر شدن برگها روند نزولی داشت. بهطوریکه در تمامی تیمارهای مورد آزمایش در 70 روز پس از کاشت، کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول در شرایط عدم شوری موجب افزایش 66/76 درصدی میزان نیتروژن برگ پرچم نسبت به عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول تحت شرایط شوری 120 میلی مولار خاک شد (شکل 6).
شکل 6-تاثیر کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی بر روند تغییرات نیتروژن برگ پرچم درشرایط شوری خاک
بررسی روند تغییرات هدایت الکتریکی در پاسخ به شوری در طول فصل رشد نشان داد که هدایت الکتریکی برگ پرچم در اثر کاربرد یونیکونازول، میکوریز و باکتریهای محرک رشد نسبت به شاهد از روند کاهشی برخوردار بود (شکل 7). بهطوری که در مراحل نهایی نمونهبرداری یا 70 روز پس از کاشت، عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول در شرایط 120 میلیمولار خاک موجب افزایش 21/129 درصدی هدایت الکتریکی نسبت به شرایط کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی در شرایط عدم اعمال شوری شد (شکل 7).
تاثیر سطوح مختلف شوری بر روند تغییرات محتوای نسبی آب برگ پرچم در طول فصل رشد از الگوی نسبتا یکسانی برای تمامی تیمارها تبعیت کرد. با افزایش سطح شوری محتوای نسبی آب نسبت به عدم اعمال شوری کاهش بیشتری را نشان داد (شکل 8). در 70 روز پس از کاشت، بیشترین محتوای نسبی آب برگ پرچم در کاربرد توام میکوریز با یونیکونازول و سودوموناس تحت شرایط عدم اعمال شوری و کمترین آن در عدم کاربرد کودهای زیستی تحت شرایط شوری 120 میلیمولار خاک بهدست آمد (شکل 8). به بیانی دیگر این ترکیب تیماری از افزایش 76/101 درصدی محتوای نسبی آب برگ پرچم نسبت به عدم کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی در شرایط 120 میلیمولار خاک برخوردار بود.
شکل 7-تاثیر کاربرد یونیکونازول وکودهای زیستی بر روند تغییرات هدایت الکتریکی (EC) برگ پرچم در شرایط شوری خاک
شکل 8- تاثیر کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی بر روند تغییرات محتوای نسبی آب (RWC) برگ پرچم در شرایط شوری خاک
نتایج نشان داد که کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول در شرایط عدم اعمال شوری، عملکرد تک بوته را نسبت به شرایط عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول و در بالاترین سطح از شوری خاک حدود 84/108 درصد افزایش داد (جدول 1).
جدول 1- مقایسه میانگین تاثیر شوری، یونیکونازول و کودهای زیستی بر عملکرد تک بوته گندم
ترکیب تیماری |
عملکرد تک بوته (گرم در بوته) |
s1×a1 |
d485/1 |
s1×a2 |
d492/1 |
s1×a3 |
cd507/1 |
s1×a4 |
bc518/1 |
s1×a5 |
b533/1 |
s1×a6 |
b533/1 |
s1×a7 |
a606/1 |
s2×a1 |
i134/1 |
s2×a2 |
hi141/1 |
s2×a3 |
hi150/1 |
s2×a4 |
gh161/1 |
s2×a5 |
fg176/1 |
s2×a6 |
ef202/1 |
s2×a7 |
e220/1 |
s3×a1 |
m925/0 |
s3×a2 |
lm933/0 |
s3×a3 |
klm945/0 |
s3×a4 |
kl951/0 |
s3×a5 |
jk958/0 |
s3×a6 |
jk965/0 |
s3×a7 |
j976/0 |
s4×a1 |
p769/0 |
s4×a2 |
p771/0 |
s4×a3 |
p775/0 |
s4×a4 |
op783/0 |
s4×a5 |
no801/0 |
s4×a6 |
n807/0 |
s4×a7 |
n820/0 |
LSD |
0236/0 |
s1، s2، s3 و s4 به ترتیب عدم شوری، شوری 40، 80، 120 میلیمولار خاک.
a1، a2، a3، a4، a5، a6 و a7 به ترتیب عدم مصرف کودهای زیستی، مصرف یونیکونازول، مصرف سودوموناس، مصرف میکوریز، مصرف یونیکونازول و میکوریز، مصرف میکوریز و سودوموناس و مصرف میکوریز و سودوموناس و یونیکونازول.
میانگینهای با حروف مشابه در هر ستون اختلاف آماری معنیداری بر اساس آزمون LSD هم ندارند.
بحث و نتیجه گیری
استفاده از کودهای زیستی و یونیکونازول در تمامی صفات مورد بررسی در شرایط اعمال و عدم اعمال شوری منجر به بهبود عملکرد کوانتومی، شاخص کلروفیل، افزایش نیتروژن برگ پرچم، کاهش هدایت الکتریکی و افزایش عملکرد و محتوای نسبی آب برگ پرچم شد. به بیانی دیگر کاربرد یونیکونازول و کودهای زیستی به دلیل استفاده مناسبتر از رطوبت خاک قادر بود با بهبود شاخص های فلورسانس کلروفیل عملکرد کوانتومی و شاخص کلروفیل شرایط فتوسنتزی بهتری را ایجاد کرده و مانع از افزایش بیش از حد فلورسانس حداقل شود (43). خیریزاده و سیدشریفی (2018) اظهار داشتند کاربرد توام میکوریز و باکتریهای محرک رشد بهدلیل افزایش توسعه سیستم ریشهای و دسترسی بهتر گیاه به آب و عناصر غذایی، موجب افزایش هدایت روزنهای و در نهایت منجر به کاهش فلورسانس حداقل در شرایط تنش شد (3). اصولا مقدار فلورسانس کلروفیل در زمانی که پذیرنده الکترون (کوینون) در حالت احیا باشد زیاد است و به این علت مقدار Fv نیز در این حالت زیاد میشود، ولی زمانی که کوینون در حالت اکسیداسیون است مقدار فلورسانس کلروفیل a کم میشود، در این حالت میزان Fv کاهش مییابد (42). بهطور کلی فلورسانس متغیر به تغییرات فراساختاری حساس بوده و تنشهای محیطی میزان فلورسانس متغیر را به علت ممانعت از فتواکسیداسیون فتوسیستم II کاهش میدهد (43).
کارایی افت غیر شیمیایی فلورسانس نیز به عوامل بیرونی و درونی زیادی وابسته بوده و در تغییر Fm با فلورسانس حداکثر منعکس میگردد (34). افت Fm ممکن است با کاهش فعالیت کمپلکس آنزیم تجزیه کننده آب و همچنین چرخه انتقال الکترون در درون یا اطراف فتوسیستم II مرتبط باشد (13). در بررسی خیریزاده و سیدشریفی (2018) کاربرد توام میکوریز و باکتریهای محرک رشد با افزایش محتوای نسبی آب و هدایت روزنهای و بهبود شاخص کلروفیل موجب افزایش فلورسانس حداکثر تریتیکاله در شرایط تنش شد (3). پرکاش و راماچندران (2005) اظهار داشتند افزایش دسترسی به آب در دستگاه فتوسنتزی موجب جریان بهتر الکترون از فتوسیستم II به فتوسیستم I میگردد (43). گلی و فلتچر(1997) گزارش کردند کاربرد یونیکونازول در شرایط تنش با افزایش فعالیت آنزیم روبیسکو موجب بهبود عملکرد کوانتومی فتوسیستم II میشود (20).
محمدی چراغ آبادی و همکاران (2015) کاهش عملکرد کوانتومی فتوسیستم II تحت شرایط تنش شوری را به کاهش سرعت انتقال الکترون در زنجیره انتقال الکترون کلروپلاستی و کاهش پذیرندههای الکترون نسبت دادند که موجب افزایش احتمال تولید رادیکالهای واکنشپذیر شود (7). سیار و همکاران (2008) اظهار داشتند قارچهای میکوریزا نقش مهمی را در بهبود عملکرد کوانتومی فتوسیستم II بهواسطه بهبود وضعیت تغذیهای گیاه بهویژه فسفر که عنصر مهمی برای بهبود فتوسنتز است، ایفا میکنند (45). کاربرد یونیکونازول نیز در شرایط تنش موجب افزایش فعالیت آنزیم روبیسکو و افزایش عملکرد کوانتومی فتوسیستم II میشود (20).
تنش شوری با افزایش فعالیت آنزیم تجزیه کننده کلروفیل (کلروفیلاز)، القای تخریب ساختار کلروپلاست و عدم تعادل کمپلکسهای پروتئین-رنگیزه میزان کلروفیل را کاهش میدهد (41). از آنجایی که قارچهای میکوریزا به جذب منیزیم در گیاه کمک میکنند، میتوانند سنتز کلروفیل را افزایش دهند (21). اثر مفید تلقیح باکتری بر افزایش شاخص کلروفیل را میتوان به در دسترس بودن بالاتر نیتروژن بهواسطه تثبیت نیتروژن توسط باکتریهای محرک رشد نسبت داد. افزایش سطوح اتیلن توسط تنش شوری و خشکی میتواند منجر به پیری برگ گردد، ولی در حضور باکتریهای محرک رشد حاوی ACC دی آمیناز، ساخت اتیلن بهطور معنیداری کاهش مییابد و همین امر موجب میشود تجزیه کلروفیل کاهش یابد (5). یونیکونازول نیز با به تاخیر انداختن پیری برگها (26)، دفع گونههای فعال اکسیژن از طریق افزایش فعالیت آنتیاکسیدانهای آنزیمی و غیرآنزیمی، افزایش اسمولیتهای سازگار و پروتئین برگ، موجب افزایش کلروفیل میشود (16). خیریزاده و سیدشریفی (2018) گزارش کردند کاربرد میکوریزا و باکتریهای محرک رشد با بهبود محتوای نسبی آب، موجب افزایش شاخص کلروفیل برگ تریتیکاله شد (3).
سوتیروپولوس و همکاران (2006) کاهش تجمع نیتروژن در ﮔﻴﺎﻫﺎن ﺗﺤﺖ تنشﻫﺎی ﻣﺤﻴﻄﻲ را به ﻛﺎﻫﺶ ﻣﺘﺎﺑﻮﻟﻴﺴﻢ ﻧﻴﺘﺮوژن در اﺛﺮ ﻛﺎﻫﺶ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ آﻧﺰﻳﻢ ﻧﻴﺘﺮات ردوﻛﺘﺎز ﺑﺮگ و ﻛﺎﻫﺶ ﻣﺼﺮف آب ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻛﺎﻫﺶ ﺟﺬب آب ﺗﻮﺳﻂ ﮔﻴﺎه نسبت دادند (48). ﺩﺭ ﺭﺍﺑﻄﻪ ﺑﺎ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺗﻴﻤﺎﺭﻫﺎﻱ ﺑﺎﮐﺘﺮﻳﺎﻳﻲ ﻭ ﻗﺎﺭﭼﻲ ﻣﻲتوان ﺑﻴاﻥ ﻧﻤﻮﺩ ﮐﻪ ﺟﺬﺏ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻏﺬﺍﻳﻲ ﺗﻮﺳﻂ ﮔﻴﺎﻩ ﺗﺎﺑﻊ ﺩﻭ ﻋﺎﻣﻞ ﺭﺷﺪ ﻭ ﺗﻮﺳﻌﻪ ریشه و فراهمی عناصر غذایی در خاک میباشد (1). ﻓﻠﻮﺭﺱ ﻭ ﻫﻤﮑﺎﺭﺍﻥ (2005) ﮔﺰﺍﺭﺵ ﮐﺮﺩﻧﺪ ﮐﻪ ﺑﺎﮐﺘﺮﻱﻫﺎﻱ ﺭﻳﺰﻭﺳﻔﺮﻱ، ﻣﻴﺰﺍﻥ ﻫﻮﺭﻣﻮﻥ ﺳﻴﺘﻮﮐﻴﻨﻴﻦ ﮔﻴﺎﻩ ﻣﻴﺰﺑﺎﻥ ﺭﺍ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﻣﻲﺩﻫﻨﺪ (17) و ﺍﻳﻦ ﻫﻮﺭﻣﻮﻥ با افزایش ﺳﺮﻋﺖ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﻧﻴﺘﺮﺍﺕ ﺍﺯ ﺭﻳﺸﻪ ﺑﻪ ﺷﺎﺧﺴﺎﺭﻩ ﮔﻴﺎﻩ میتواند تجمع نیتروژن در برگها را افزایش دهد. ﺑﺎﮔﻮ و همکاران (2001) ﮔﺰﺍﺭﺵ ﮐﺮﺩﻧﺪ ﻛﻪ ﻗﺎﺭﭺﻫﺎﻱ ﻣﻴﮑﻮﺭﻳﺰﻱ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻋﻤﻴﻘﻲ ﺑﺮ ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮﮊﻱ ﺭﻳﺸﻪ ﮔﻴﺎﻩ ﮔﺬﺍﺷﺘﻪ و موجب ﻓﻌﺎﻝ ﺳﺎﺧﺘﻦ ﮔﻠﻮﺗﺄﻣﻴﻦ ﺳﻨﺘﺘﺎﺯ، ﺁﺭﮊﻳﻨﺎﺯ ﻭ ﺍﻭﺭﻩﺁﺯ ﺷﺪﻩ ﻭ ﺍﺯ ﺍﻳﻦ ﻃﺮﻳﻖ ﻏﻠﻈﺖ ﻧﻴﺘﺮﻭﮊﻥ ﺭﺍ ﺩﺭ ﮔﻴﺎﻫﺎﻥ ﻣﻴﺰﺑﺎﻥ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﻣﻲﺩﻫﻨﺪ (11). ﺁﺭﮊﻳﻨﺎﺯ ﻭ ﺍﻭﺭﻩﺁﺯ ﺍﺯ ﺁﻧﺰﻳﻢﻫﺎﻱ ﮐﻠﻴﺪﻱ ﺩﺭ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﻧﻴﺘﺮﻭﮊﻥ ﺍﺯ ﻣﻴﺴﻠﻴﻮﻡ ﺑﻪ ﺩﺍﺧﻞ ﺭﻳﺸﻪ ﮔﻴﺎﻩ ﻣﻴﺰﺑﺎﻥ ﻃﻲ ﻓﺮﺍﻳﻨﺪ ﻫﻤﺰﻳﺴـﺘﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ. ﻧﻴﺘﺮﻭﮊﻥ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﻴﺴﻠﻴﻮﻡﻫﺎﻱ ﺧﺎﺭﺟﻲ ﺑﻪ ﻓﺮﻡ ﻧﻴﺘﺮﺍﺕ ﻳﺎ ﺁﻣﻮﻧﻴﻮﻡ ﺟﺬﺏ و بهوسیله گلوتامین سنتتاز به ترکیبات آلی تبدیل میشود (11). همچنین بهنظر میرسد علت افزایش نیتروژن تحت شرایط محلولپاشی با یونیکونازول بهدلیل تاثیر مستقیم این تنظیمکننده رشد بر افزایش طولی و قطری ریشه و در نتیجه افزایش جذب نیتروژن باشد (52).
دلیل افزایش هدایت الکتریکی در شرایط تنش، میتواند ناشی از تولید گونههای فعال اکسیژن و القای تنش اکسیداتیو باشد. گونههای فعال اکسیژن منجر به پراکسیداسیون لیپیدهای غشا و تغییر در نفوذپذیری غشا (نشت یونی) و خسارت به سلول میگردند که در نتیجهی آن غشای سلولی پاره شده و موجب افزایش نشت یونی به بیرون از سلول میشود (36). به نظر میرسد محلولپاشی یونیکونازول با دفع گونههای فعال اکسیژن از طریق افزایش فعالیت آنتیاکسیدانهای آنزیمی و غیرآنزیمی (16) موجب کاهش هدایت الکتریکی برگ شده است. نقاشزاده (2014) بیان داشت کاربرد قارچ میکوریزا با افزایش جذب مواد غذایی، توسعه سیستم ریشهای و بهبود وضعیت آبی گیاهان موجب ثبات غشای سلولی در گیاه ذرت شد (40). زو و همکاران (2011) اظهار داشتند که در شرایط تنش، نشتی غشا در گیاهان تلقیح شده با قارچ میکوریزا بهدلیل کم کردن تنش اکسیداتیو کمتر از عدم کاربرد میکوریزا بود (54). کاربرد کودهای زیستی با افزایش جذب مواد معدنی و افزایش تولید آنتیاکسیدانها موجب افزایش پایداری غشاء سلولی میشود (15).
با افزایش شوری محتوای نسبی آب برگ پرچم کاهش یافت. علت کاهش محتوای نسبی آب، کاهش جذب آب یا محدودیت در توانایی جذب آن به علت وجود شوری در محیط است که موجب به هم خوردن تعادل آبی گیاه میشود (2). میکوریزا احتمالاً از طریق تغییر در مورفولوژی ریشه و طویل کردن سیستم ریشه گیاه میزبان و افزایش سطح جذب از طریق ریسههای قارچ، موجب افزایش جذب آب و بهبود روابط آبی گیاه میزبان میشود (9). گو و همکاران (2010) اظهار داشتند که ریشههای کلونیزه شده به قارچ میکوریزا میتوانند در حجم وسیعی از خاک پراکنده شوند و این قارچها به کمک هیفهای خود موجب جذب آب و مواد غذایی از خاک میشوند (24). بنابراین وضعیت آبی مناسب گیاه در حالت میکوریزا میتواند در نتیجهی فعالیت ریشههای کلونیزه شده با میکوریزا باشد. باکتریها از طریق توسعه سیستم ریشهای (بهواسطه تولید IAA و ACC- دآمیناز) با تشکیل ریشههای طویلتر، موجب جذب بهتر آب از اعماق خاک شده و کارایی استفاده از آب را تحت شرایط تنش افزایش میدهند (8). بهنظر میرسد محلولپاشی یونیکونازول با دفع گونههای فعال اکسیژن از طریق افزایش فعالیت آنتیاکسیدانهای آنزیمی و غیرآنزیمی، افزایش اسمولیتهای سازگار و پروتئین برگ (16)، و جلوگیری از تخریب غشاء و کاهش هدایت الکتریکی برگ (جدول 6) موجب افزایش محتوای نسبی آب برگ شده است.
روئستی و همکاران (2006) معتقدند کودهای زیستی از طریق ایجاد چرخه مواد غذایی و قابل دسترس ساختن آنها، افزایش حفظ سلامتی ریشه در طول دوره رشد در رقابت با پاتوژنهای ریشه و افزایش جذب عناصر غذایی موجب رشد گیاه شده و از این طریق به افزایش عملکرد کمک میکنند (44). رایت و همکاران (1998) اظهار داشتند که کربن اضافی تثبیت شده توسط گیاهان برخوردار از میکوریزا به قارچهای میکوریزا تخصیص مییابد و این قارچها با ایفای نقش مخزن اضافی برای آسیمیلاتها، موجب تحریک فتوسنتز گیاه میزبان شده و از این طریق به بهبود عملکرد کمک میکنند (51). کیا و همکاران (2002) بهبود عملکرد و اجزای عملکرد را بهواسطه تلقیح بذر با باکتریهای محرک رشد به نقش موثر این باکتریها در تثبیت نیتروژن و رهاسازی آن در مراحل حساس رشدی نظیر ساقهدهی و خوشهدهی نسبت دادند (27). خیریزادهآروق و همکاران (2018) اظهار داشتند کاربرد میکوریزا و باکتریهای محرک رشد با بهبود فلورسانس کلروفیل، هدایت الکتریکی، محتوای نسبی آب و شاخص کلروفیل موجب افزایش عملکرد دانه تریتیکاله در شرایط شوری خاک شد (4).
نتایج نشان داد کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول تحت شرایط تنش شوری با افزایش فلورسانس حداکثر، فلورسانس متغیر، شاخص کلروفیل، شاخص نیتروژن، محتوای نسبی آب و بهبود شرایط فتوسنتزی گیاه موجب افزایش عملکرد دانه شد. همچنین عدم کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول در شوری 120 میلیمولار خاک، هدایت الکتریکی و فلورسانس حداقل برگ پرچم را نسبت به شرایط کاربرد کودهای زیستی و یونیکونازول تحت شرایط عدم شوری افزایش داد.
سپاسگزاری
این تحقیق بخشی از پایاننامه کارشناسی ارشد نویسنده اول مقاله میباشد که نویسندگان وظیفه خود میدانند مراتب سپاس و تشکر خود را از همکاران ارجمند در بخشهای مختلف دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی اعلام دارند.