نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری فیزیولوژی گیاهان زراعی دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران.
2 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3 استاد موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.
چکیده
تنش خشکی یکی از مهمترین عواملی است که باعث تغییرات فیزیولوژیکی در گیاه می شود که در نهایت منجر به کاهش عملکرد می شود. افزایش رشد، عملکرد، کیفیت محصول و کاهش عوارض جانبی ناشی از تنش خشکی از جمله نقشهای مهمی است که سیلیکاتپتاسیم در گیاه دارد. بهمنظور بررسی اثرات خشکی آخر فصل و محلولپاشی سیلیکات پتاسیم بر روی عملکرد و اجزای عملکرد در ژنوتیپهای بهاره کلزا و انتخاب ژنوتیپهایی که عملکرد بیشتری در این شرایط دارند، آزمایشی به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار به مدت دو سال زراعی (95-96 و 97-96) در موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج اجرا شد. در این آزمایش عامل آبیاری در دو سطح آبیاری معمول (شاهد) و قطع آبیاری از مرحله خورجیندهی به بعد و عامل محلولپاشی در دو سطح (محلولپاشی با چهار گرم در لیتر سیلیکاتپتاسیم و عدم محلولپاشی) به صورت فاکتوریل در کرتهای اصلی و ژنوتیپهای بهاره کلزا شامل؛ DALGAN، RGS003، RGS×OKAPI، RGS×SLM و OG×AL در کرتهای فرعی قرارگرفتند. نتایج نشان داد اثر متقابل آبیاری×سیلیکات پتاسیم×ژنوتیپ بر صفات تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین، عملکرد دانه، میزان پرولین برگ، گلوکوزینولات و دمای کانوپی معنیدار شد. در آبیاری معمول و کاربرد سیلیکات پتاسیم ژنوتیپ OG×AL و در شرایط خشکی آخر فصل و کاربرد سیلیکات پتاسیم ژنوتیپهای RGS×SLM و DALGAN قابل توصیه است.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
The impact of potassium silicate foliar application on some morphological, physiological and biochemical properties of rape genotypes under late seasonal drought stress
نویسندگان [English]
1 Ph.D. Candidate in Crop Physiology, Shahrood University of Technology, Iran.
2 Associate Professor of Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Shahrood University of Technology, Iran.
3 Professor of Seed and Plant Improvement Institute (SPII), Agricultural Research, Education and Extension Organization(AREEO), Karaj, I.R. of Iran.
چکیده [English]
ABSTRACT
Drought stress is one of the most impactive factors of Severe modification in plant physiology, eventually leading to a reduction in crop productivity. Increasing growth, yield, crop quality, and reducing the side effects of drought stress are some of the important roles that potassium silicate plays in plants. In order to study the effects of late-season drought stress and foliar application of potassium silicate on yield and yield components of spring genotypes of canola, a factorial split-plot experiment was conducted in Karaj, Iran in a randomized complete block configuration with three replications for two years of cultivation (2016-2018). The irrigation was performed at two levels in this study, including routine irrigation (control) and interruption of irrigation from the pod formation stage. Potassium silicate foliar application at two levels comprised of 0 and 4 g liter-1 in factorial status in main plots and five Brassica napus L. genotypes including OG×AL, RGS×SLM, DALGAN, RGS003 and RGS×Okapi in subplots. The authors found that the interaction impact of irrigation, the application of potassium silicate foliar, the genotype of the number of pods per plant, the number of seeds per pod, the yield of seeds, the level of leaf proline, the glucosinolate and the temperature of the canopy were significant. It is proposed that OG×AL genotype be used in regular irrigation and application of potassium silicate and in late-season dry conditions and in the application potassium silicate of RGS×SLM and DALGAN genotypes.
کلیدواژهها [English]
تأثیر محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم بر برخی ویژگیهای مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی ژنوتیپهای بهاره کلزا تحت تنش خشکی آخر فصل
مژده سادات خیاط مقدم1*، احمد غلامی2، امیرحسین شیرانیراد3، مهدی برادران فیروزآبادی2 و حمید عباس دخت2
1 ایران، شاهرود، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده کشاورزی، گروه زراعت، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان
2 ایران، شاهرود، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده کشاورزی، گروه زراعت
3 ایران، کرج، آموزش و ترویج کشاورزی، سازمان تحقیقات، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر
تاریخ دریافت: 10/04/1399 تاریخ پذیرش: 25/10/1399
چکیده
تنش خشکی یکی از مهمترین عواملی است که باعث تغییرات فیزیولوژیکی در گیاه می شود که در نهایت منجر به کاهش عملکرد می شود. افزایش رشد، عملکرد، کیفیت محصول و کاهش عوارض جانبی ناشی از تنش خشکی از جمله نقشهای مهمی است که سیلیکاتپتاسیم در گیاه دارد. بهمنظور بررسی اثرات خشکی آخر فصل و محلولپاشی سیلیکات پتاسیم بر روی عملکرد و اجزای عملکرد در ژنوتیپهای بهاره کلزا و انتخاب ژنوتیپهایی که عملکرد بیشتری در این شرایط دارند، آزمایشی به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار به مدت دو سال زراعی (95-96 و 97-96) در موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج اجرا شد. در این آزمایش عامل آبیاری در دو سطح آبیاری معمول (شاهد) و قطع آبیاری از مرحله خورجیندهی به بعد و عامل محلولپاشی در دو سطح (محلولپاشی با چهار گرم در لیتر سیلیکاتپتاسیم و عدم محلولپاشی) به صورت فاکتوریل در کرتهای اصلی و ژنوتیپهای بهاره کلزا شامل؛ DALGAN، RGS003، RGS×OKAPI، RGS×SLM و OG×AL در کرتهای فرعی قرارگرفتند. نتایج نشان داد اثر متقابل آبیاری×سیلیکات پتاسیم×ژنوتیپ بر صفات تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین، عملکرد دانه، میزان پرولین برگ، گلوکوزینولات و دمای کانوپی معنیدار شد. در آبیاری معمول و کاربرد سیلیکات پتاسیم ژنوتیپ OG×AL و در شرایط خشکی آخر فصل و کاربرد سیلیکات پتاسیم ژنوتیپهای RGS×SLMو DALGAN قابل توصیه است.
واژه های کلیدی: پرولین، سیلیکاتپتاسیم، کانوپی، کلزا، گلوکوزینولات.
* نویسنده مسئول، تلفن: 09153058759، پست الکترونیکی: moghadam.mojde@shahroodut.ac.ir
مقدمه
خشکی مهمترین عامل محدود کننده در رشد گیاهان و تولید محصولات کشاورزی در سراسر جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک است (45). گیاهان برای مقابله با تنش خشکی استراتژیهای مختلف مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی را تکامل دادهاند (31). در بین دانههای روغنی، کلزا به دلیل کیفیت بالای روغن یکی از مهمترین گونههای دانه روغنی در جهان میباشد، اما تنش خشکی یکی از مهمترین فاکتورهایی است که میتواند توسعه و کشت موفقیتآمیز کلزا را محدود کند (39). درصد بالای روغن دانه عامل مهمی در سودآوری تولید کلزا بوده (3)، که میزان روغن دانه تحت تأثیر تنش خشکی (46،10) و درجه حرارت (10) در طول دوره پرشدن دانه قرار میگیرد. سیلیکون دومین عنصر فراوان در پوسته زمین و مفید برای تولید محصولات کشاورزی محسوب میشود (15). سیلیکون در بین مواد مغذی معدنی به عنوان عنصر غیر ضروری گیاهان زراعی است (35). این عنصر قادر است اثرات منفی تنشهای غیر زنده از جمله خشکی، شوری و فلزات سنگین را کاهش دهد (7،21). اخیراً، تلاش برای درک چگونگی کمبود مواد مغذی معدنی مانند پتاسیم (16،29)، گوگرد (36)، نیتروژن (27) و فسفر (6، 30، 33) باعث شده محققان بر نقش سیلیکون در گیاهان زراعی نیز تمرکز نمایند. در مطالعات متعددی گزارش شده است که کاربرد سیلیکون برای محصولات زراعی، تحمل آنها را در برابر خشکی بهبود میبخشد (8، 17، 25) با توجه به شرایط خشکی حاکم بر کشور، کشت پاییزه کلزا از راههای بهرهوری بهتر از آب است. با کشت پاییزه این محصول علاوه بر تقویت خاک و افزایش پایداری کشت از بارندگیهای پاییز و زمستان نیز استفاده بهتری میشود. جهت صرفهجویی در مصرف آب به ویژه آبهای آخر (مراحل گلدهی، خورجیندهی و پرشدن دانه کلزا) که مصادف با آبیاریهای اولیه است و کشاورزان عمدتاً در این مراحل، آب کافی جهت اختصاص به هر دو زراعت (بهاره و پاییزه) را ندارند، استفاده از عناصر یا راهکارهایی که در شرایط قطع آبیاری بتوانند تا حدود زیادی از افت بیشتر عملکرد جلوگیری نمایند یکی از راههای موثر در صرفهجویی در میزان آب صرفی خواهد بود.
این تحقیق بمنظور بررسی تأثیر محلولپاشی سیلیکات پتاسیم بر صفات زراعی ارقام و لاینهای امیدبخش بهاره کلزا در شرایط خشکی آخر فصل جهت توسعه کشت کلزا در مناطق معتدل و نیمه خشک اجرا شد، تا بتوان لاین یا رقمی را معرفی کرد که در شرایط تنش خشکی و از طریق محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم، عملکرد اقتصادی قابل قبولی تولید نماید و تحمل به تنش بالاتری داشته باشد که در نهایت به سطح زیر کشت کلزا اضافه شود.
مواد و روشها
در این تحقیق بمنظور ارزیابی ژنـوتیپهای بهـاره کلـزا به
محلولپاشی سیلیکات پتاسیم در تنش خشکی آخر فصل، آزمایشی به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار به مدت دو سال زراعی (95-96 و 97-96) در موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج با موقعیت طول جغرافیایی ´56 و˚٥0 شرقی و عرض جغرافیایی ´47 و˚35 شمالی و ارتفاع 1160 متر از سطح دریا اجرا گردید. براساس میانگین دادههای سی ساله هواشناسی کرج، متوسط بارندگی سالیانه منطقه ٢٤3 میلیمتر بوده و بارندگیها عمدتاً در اواخر پاییز و اوایل بهار روی میدهد. آمار هواشناسی محل آزمایش در طی دو سال زراعی در شکل یک ارائه شده است. بافت خاک مزرعه آزمایش، لومی بود و مشخصات خاک محل آزمایش در جدول دو ارائه شده است.
در این آزمایش عامل آبیاری در دو سطح آبیاری معمول (شاهد) و قطع آبیاری از مرحله خورجیندهی به بعد و عامل محلولپاشی در دو سطح (محلولپاشی با چهار گرم در لیتر سیلیکاتپتاسیم و عدم محلولپاشی) به صورت فاکتوریل در کرتهای اصلی و ژنوتیپهای بهاره کلزا شامل؛ DALGAN، RGS00، RGS×OKAPI، RGS×SLM و OG×AL در کرتهای فرعی قرارگرفتند (رقم تجاری DALGAN به عنوان رقم شاهد در نظر گرفته شد) (جدول 1).
کاشت در تاریخ 15 مهر ماه صورت گرفت. دور آبیاری براساس 80 میلیمتر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A در نظر گرفته شد و مقدار آب مصرفی در هر بار آبیاری 80 درصد آب تبخیر شده بود. میزان آب ورودی به مزرعه با کنتور اندازهگیری شد. تعداد دفعات آبیاری در تیمارهای شاهد و قطع آبیاری از مرحله خورجیندهی به بعد بترتیب هشت و شش مرتبه بود. همچنین میزان آب مصرفی در تیمارهای مذکور بترتیب برابر با 5120 و 3840 متر مکعب در هکتار بود. زمان محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم بعد از خروج از مرحله رزت طی دو مرحله با فاصله 10روز صورت گرفت. هرکرت آزمایشی شامل شش خط شش متری با فاصله خطوط 30 سانتیمتر و فاصله بوته روی خط چهار سانتیمتر بود که دو خط کناری به عنوان حاشیه در نظر گرفته شد.
جدول 1- مشخصات مهم ژنوتیپهای بهاره کلزا |
|||||
|
OG×AL |
RGS×SLM |
RGS×OKAPI |
RGS003 |
DALGAN |
مبدأ |
ایران |
ایران |
ایران |
آلمان |
ایران |
ژنوتیپ |
لاین امید بخش |
لاین امید بخش |
لاین امید بخش |
آزاد گرده افشان |
آزاد گرده افشان |
کیفیت روغن |
دو صفر |
دو صفر |
دو صفر |
دو صفر |
دو صفر |
تیپ رشد |
بهاره×زمستانه |
بهاره×زمستانه |
بهاره×زمستانه |
بهاره |
بهاره |
مناطق کشت |
معتدل سرد |
معتدل سرد |
معتدل سرد |
گرم و معتدل |
گرم و معتدل |
بمنظور کنترل علفهای هرز، از علفکش ترفلان به میزان (5/2 لیتر در هکتار به طور یکنواخت در سطح مزرعه استفاده شد و به وسیله دیسک سبک، کود و علفکش با خاک مخلوط شد. پس از عملیات کاشت مطابق نقشه آزمایش و سبز شدن و استقرار گیاهچه، عملیات داشت، شامل کنترل احتمالی آفات به ویژه شته مومی با استفاده از سموم متاسیستوکس (یک و نیم لیتر در هکتار) و اکتاین (یک لیتر در هکتار) صورت گرفت.
بمنظور تعیین صفاتی مانند ارتفاع بوته، قطر ساقه و تعداد خورجین در بوته، تعداد 10 بوته از هر کرت آزمایشی با نزدیک شدن گیاه به زمان رسیدگی فیزیولوژیک به صورت تصادفی انتخاب شد و این صفات در آنها اندازهگیری شد. 30 عدد خورجین از 10 بوته منتخب برای تعیین تعداد دانه در خورجین بهطور تصادفی انتخاب و این صفت در آنها محاسبه شد. پس از کفبر نمودن بوتههای هر کرت آزمایشی پس از جدا کردن دانهها از خورجین، عملکرد دانه محاسبه شد. مقدار پرولین در طول موج 520 نانومتر در دستگاه اسپکتروفتومتر اندازهگیری شد (13). میزان کل گلوکوزینولات دانه با استفاده از روش کروماتوگرافی مایع با استفاده از دستگاه High performance liquid chromatography (HPLC) اندازهگیری شد (28). در ﭘﺎﻳﺎن ﭘﺲ از اﻃﻤﻴﻨﺎن از ﻣﻔﺮوﺿﺎت آزﻣﺎﻳﺸﻲ و ﺑﻌﺪ از اﻧﺠﺎم آزﻣﻮن ﺑﺎرﺗﻠﺖ و اﺛﺒﺎت ﻫﻤﮕﻦ ﺑﻮدن وارﻳﺎﻧﺲهای آزﻣﺎﻳﺸﻲ در ﻫﺮ ﺳﺎل، ﻛﻠﻴﻪ ﺻﻔﺎت ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از نرم افزار آماری SAS Ver.9.1 تجزیه واریانس مرکب شدند. برای مقایسه میانگین اثرات متقابل از رویه برشدهی و برای رسم نمودارها و جداول از نرمافزار Excel استفاده شد.
شکل 1- تغییرات میانگین دما و بارندگی ایستگاه هواشناسی منطقه کرج (سالهای زراعی 97-1395)
جدول 2- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش در عمق های 30- 0 و 60- 30 سانتیمتر در طول فصل رشد (95-97) |
|||||||
عمقنمونه برداری (cm) |
واکنشگل اشباع |
هدایتالکتریکی خاک (dS.m-1) |
کربن آلی (%) |
فسفر قابل جذب (mg/kg) |
پتاسیم قابل جذب (mg/kg) |
آهن قابل جذب (mg/kg) |
نیتروژن کل (%) |
0-30 |
1/7 |
05/2 |
46/0 |
6/12 |
198 |
82/3 |
09/0 |
30-60 |
5/7 |
13/1 |
46/0 |
7/14 |
164 |
90/4 |
09/0 |
عمقنمونه برداری (cm) |
منگنز قابل جذب (mg/kg) |
روی قابل جذب (mg/kg) |
مس قابل جذب (mg/kg) |
رس (%) |
سیلت (%) |
شن (%) |
بافت خاک |
0-30 |
02/4 |
5/0 |
6/0 |
24 |
36 |
40 |
لومی |
30-60 |
34/3 |
1 |
7/0 |
27 |
34 |
39 |
لومی |
نتایج
ارتفاع بوته: نتایج تجزیه واریانس مرکب دادهها نشان داد که اثر ساده سال، آبیاری، ژنوتیپ و همچنین اثر متقابل آبیاری در محلول پاشی در سطح یک درصد و اثر متقابل آبیاری در ژنوتیپ در سطح پنچ درصد معنیدار بود (جدول 3). ارتفاع بوته در سال دوم نسبت به سال اول نه درصد افزایش داشت (جدول 4). در اغلب گیاهان این صفت با تغییر شرایط محیطی تغییر میکند، به نظر میرسد بارندگی بالاتر در سال دوم آزمایش باعث افزایش ارتفاع بوته شد. مقایسه میانگین برهمکنش دوگانه آبیاری و سیلیکاتپتاسیم بر ارتفاع بوته نشان داد که بیشترین ارتفاع مربوط به تیمار آبیاری معمول و محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم با میانگین 62/155 سانتیمتر بود بهطوریکه نسبت به تیمار شاهد پنج درصد بیشتر بود. در شرایط تنش تحت تأثیر سیلیکاتپتاسیم ارتفاع بوته 47/134 سانتیمتر شد که نسبت به شرایط عدم محلولپاشی 14 درصد افزایش داشت (جدول 5). در بین ژنوتیپهای مورد بررسی تفاوت معنیداری از نظر ارتفاع بوته در سطوح آبیاری وجود داشت، بهطوریکه در شرایط آبیاری معمول، رقم DALGAN و ژنوتیپهای OG×AL و RGS×SLM بهترتیب با میانگین 15/159، 75/158 و 95/156 سانتیمتر و در شرایط قطع آبیاری از مرحله خورجیندهی به بعد ژنوتیپهای OG×AL، RGS×SLM و رقم DALGAN بترتیب با میانگین 16/133، 75/128 و 65/126 سانتیمتر بیشترین ارتفاع را به خود اختصاصدادند (جدول 6).
جدول 3- نتایج تجزیه مرکب برخی صفات مورد بررسی کلزا
جدول 4- مقایسه میانگین اثر سال بر صفات مورد بررسی در کلزا |
||||
عملکرد دانه (کیلوگرم در هکتار) |
تعداد دانه در خورجین (عدد) |
قطر ساقه |
ارتفاع گیاه (سانتیمتر) |
سال |
3617 b |
17.5855 b |
13.19 b |
131.905 b |
سال اول
|
4406.7 a |
20.8130 a |
16.4987 a |
144.823 a |
سال دوم
|
میزان پرولین برگ (میکرومول در گرم وزنتر) |
دمای کانوپی (درجه سانتیگراد) |
عملکرد روغن (کیلوگرم در هکتار) |
سال |
|
21.0900 a |
33.3015 a |
1593.50 b |
سال اول
|
|
15.6817 b |
32.4035 b |
1976.92 a |
سال دوم
|
|
میانگینهای هر ستون با حروف مشترک فاقد اختلاف معنیدار میباشند. |
جدول 5- مقایسه میانگین برهمکنش دوگانه آبیاری، محلول پاشی سیلیکات پتاسیم بر ارتفاع بوته |
||
ارتفاع گیاه(سانتیمتر) |
محلول پاشی سیلیکات پتاسیم |
آبیاری |
147.450 b |
0 g.liter -1 |
شاهد |
155.620 a |
4 g.liter -1 |
|
4.609 |
LSD (0.05) |
|
115.910 b |
0 g.liter -1 |
قطع آبیاری از مرحله خورجین دهی به بعد |
134.477 a |
4 g.liter -1 |
|
4.6874 |
LSD (0.05) |
|
میانگینهای هر ستون با حروف مشترک فاقد اختلاف معنیدار میباشند. |
جدول 6- مقایسه میانگین برهمکنش دوگانه آبیاری، ژنوتیپ بر صفات مورد بررسی در ژنوتیپهای کلزا |
|||
قطر ساقه (میلیمتر) |
ارتفاع گیاه (سانتیمتر) |
ژنوتیپ |
آبیاری |
17.5275 a |
158.758 a |
OG × AL |
شاهد
|
15.7383 b |
156.950 a |
RGS × SLM |
|
15.9358 ab |
159.150 a |
DALGAN |
|
15.3533 b |
143.442 b |
RGS 003 |
|
15.8383 ab |
139.375 b |
RGS × OKAPI |
|
1.7411 |
7.2874 |
LSD (0.05) |
|
13.6450 abc |
133.167 a |
OG × AL |
قطع آبیاری از مرحله خورجین دهی به بعد
|
14.8500 a |
128.750 a |
RGS × SLM |
|
14.6800 ab |
126.650 a |
DALGAN |
|
12.9025 bc |
118.783 b |
RGS 003 |
|
11.9725 c |
118.617 b |
RGS × OKAPI |
|
1.9327 |
7.4115 |
LSD (0.05) |
|
میانگینهای هر ستون با حروف مشترک فاقد اختلاف معنیدار میباشند.
|
قطر ساقه: بررسی اثر تیمارهای مورد بررسی بر صفت قطر ساقه نشان داد که تیمارهای سال، آبیاری، ژنوتیپ، برهمکنش آبیاری در ژنوتیپ بر این صفت در سطح یک درصد معنیدار بود (جدول 3). قطر ساقه در سال دوم نسبت به سال اول 20 درصد افزایش داشت که میتوان این میزان افزایش را به بارندگی بالاتر در سال دوم نسبت داد (جدول 4). در بین ژنوتیپهای مورد بررسی تفاوت معنیداری از نظر قطر ساقه در سطوح آبیاری وجود داشت، بهطوریکه در شرایط آبیاری معمول، ژنوتیپ OG×AL با میانگین 25/17 میلیمتر و در شرایط قطع آبیاری از مرحله خورجیندهی به بعد ژنوتیپ RGS×SLM با میانگین 85/14 میلیمتر بیشترین قطر ساقه را به خود اختصاص دادند (جدول 6).
تعداد خورجین در بوته: میانگین تعداد خورجین در بوته در اثرات سه گانه برهمکنش آبیاری، محلول پاشی و ژنوتیپ در سطح احتمال پنج درصد معنیدار بود (جدول 3). در بین ژنوتیپهای مورد بررسی تفاوت معنیداری از نظر تعداد خورجین در بوته در دو سطح آبیاری در سطوح مختلف محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم وجود داشت، به طوریکه در آبیاری معمول در بین سطوح محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم در شرایط عدم محلولپاشی، ژنوتیپهای OG×AL، DALGAN وRGS×SLM به ترتیب با میانگین 8/146، 9/140 و 9/134 عدد و در شرایط کاربرد محلولپاشی OG×AL با میانگین 7/170عدد، بیشترین تعداد خورجین در بوته را به خود اختصاص دادند. در قطع آبیاری از مرحله خورجیندهی به بعد در شرایط عدم محلولپاشی، ژنوتیپهای OG×AL، RGS×SLM و DALGAN به ترتیب با میانگین 6/117، 4/113 و 8/108 عدد و در شرایط محلولپاشی RGS×SLM، DALGAN و OG×AL به ترتیب با میانگین 5/134، 1/132 و 5/127 عدد بیشترین تعداد خورجین در بوته را داشتند (جدول 8).
تعداد دانه در خورجین: نتایج تجزیه واریانس مرکب دادهها نشان داد که اثر سال و اثر متقابل سهگانه آبیاری، محلولپاشی سیلیکات پتاسیم و ژنوتیپ نیز بر این صفت در سطح یک درصد معنیدار بود (جدول 3). تعداد دانه در خورجین در سال دوم نسبت به سال اول 20 درصد افزایش داشت (جدول 4). در بین ژنوتیپهای مورد بررسی تفاوت معنیداری از نظر تعداد دانه در خورجین در دو سطح آبیاری در سطوح مختلف محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم مشاهده شد، به طوریکه در آبیاری معمول در شرایط عدم محلولپاشی، ژنوتیپ OG×AL با میانگین 98/20 عدد و در شرایط محلولپاشی OG×AL با میانگین 30/23 عدد، بیشترین تعداد دانه در خورجین را به خود اختصاص داد (جدول 8). در قطع آبیاری از مرحله خورجیندهی به بعد در شرایط عدم محلولپاشی، ژنوتیپ OG×AL با میانگین 58/18 عدد و در شرایط محلولپاشی RGS×SLM با میانگین 96/20 عدد بیشترین تعداد دانه در خورجین را داشتند (جدول 8).
عملکرد دانه: نتایج تجزیه واریانس مرکب دادهها نشان داد که اثرات ساده سال، آبیاری، سیلیکات پتاسیم و ژنوتیپ، اثر متقابل آبیاری در ژنوتیپ و اثر سهگانه آبیاری، محلولپاشی سیلیکات پتاسیم و ژنوتیپ نیز بر این صفت معنیدار بود (جدول 3). عملکرد دانه در سال دوم 17 درصد بیشتر از سال اول به دست آمد (جدول 4). بالاترین میزان عملکرد دانه در آبیاری معمول، بدون محلولپاشی به ژنوتیپ OG×AL با عملکرد دانه 5087 کیلوگرم در هکتار و در تیمار محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم به ژنوتیپ OG×AL با عملکرد دانه 5620 کیلوگرم در هکتار تعلق داشت که 4/9 درصد افزایش داشت (جدول 8). در شرایط قطع آبیاری بعد از خورجیندهی در شرایط بدون محلولپاشی ژنوتیپهای OG×AL، RGS×SLM و DALGAN به ترتیب با عملکرد دانه 3506، 3464 و 3388 کیلوگرم در هکتار و در تیمار کاربرد سیلیکاتپتاسیم ژنوتیپهای RGS×SLM و DALGAN به ترتیب با 4124 و 4017 کیلوگرم در هکتار بالاترین عملکرد دانه را داشتند که بترتیب 16 و 65/15 درصد افزایش عملکرد نسبت به شرایط قطع آبیاری بعد از خورجیندهی در شرایط بدون محلولپاشی را احراز کرد (جدول 8).
پرولین برگ: جدول تجزیه واریانس نشان داد میزان پرولین تحت تأثیر اثرات ساده سال، آبیاری، سیلیکات پتاسیم و ژنوتیپ و اثرات ترکیب تیماری آبیاری × ژنوتیپ، سال × آبیاری × ژنوتیپ و آبیاری × سیلیکات پتاسیم × ژنوتیپ قرار گرفت (جدول 3). بیشترین میزان پرولین (47/24 میلی گرم بر وزن تر) در ژنوتیپ RGS003در قطع آبیاری بعد از خورجیندهی در سال اول به دست آمد (جدول 7). میزان پرولین برگ در برهمکنش سهگانه آبیاری در محلولپاشی در ژنوتیپ نیز نشان داد بالاترین میزان پرولین (33/23 میکرومول در گرم وزنتر) که نشانگر تحمل بیشتر به خشکی میباشد در ژنوتیپ RGS×OKAPI در شرایط قطع آبیاری و بدون محلولپاشی بدست آمد. کمترین مقدار نیز در شرایط آبیاری کامل و محلولپاشی بدست آمد. (جدول 8).
جدول 7- مقایسه میانگین برهمکنش سه گانه سال، آبیاری و ژنوتیپ بر صفات مورد بررسی در ژنوتیپهای کلزا |
||||
میزان پرولین برگ (میکرومول در گرم وزنتر)
|
ژنوتیپ |
آبیاری |
سال |
|
|
|
|||
17.60 b |
OG × AL |
شاهد
|
سال= 1396- 1395 |
|
17.78 b |
RGS × SLM |
|||
17.27 b
|
DALGAN |
|||
20.40 a |
RGS 003 |
|||
21.17 |
RGS × OKAPI |
|||
1.32 |
|
LSD (0.05) |
||
21.45 b
|
OG × AL |
قطع آبیاری از مرحله خورجین دهی به بعد
|
||
23.34 ab |
RGS × SLM |
|||
23.65 ab |
DALGAN |
|||
24.47 a |
RGS 003 |
|||
23.65 ab |
RGS × OKAPI |
|||
2.11 |
|
LSD (0.05) |
|
|
12.42 c |
OG × AL |
شاهد
|
سال= 1397-1396 |
|
12.29 c |
RGS × SLM |
|||
12.05 c |
DALGAN |
|||
14.09 b |
RGS 003 |
|||
14.98 a |
RGS × OKAPI |
|||
0.51 |
|
LSD (0.05) |
||
15.68 c |
OG × AL |
قطع آبیاری از مرحله خورجین دهی به بعد
|
||
17.43 b |
RGS × SLM |
|||
17.94 b |
DALGAN |
|||
20.13 a |
RGS 003 |
|||
19.76 a |
RGS × OKAPI |
|||
1.15 |
|
LSD (0.05) |
|
|
میانگینهای هر ستون با حروف مشترک فاقد اختلاف معنیدار میباشند. |
|
گلوکوزینولات: نتایج تجریه واریانس صفات مورد بررسی نشان داد که اختلاف معنی داری در اثرات ساده و اثر متقابل سهگانه برهمکنش آبیاری، محلول پاشی و ژنوتیپ در سطح احتمال یک درصد وجود دارد (جدول 3). به طوری که مقایسه میانگین ژنوتیپ ها در آبیاری معمول بدون محلولپاشی نشان داد که ژنوتیپ های OG×AL، RGS×SLM و DALGAN بترتیب با میانگین 22/13، 81/13 و 51/13 میکرو مول بر گرم کنجاله، و در تیمار محلولپاشی سیلیکات پتاسیم ژنوتیپهای OG×AL، RGS×SLM و DALGAN بترتیب با میانگین 89/12، 22/12 و 04/12 میکرو مول بر گرم کنجاله،کمترین میزان گلوکوزینولات را به خود اختصاص دادند (جدول 8). در شرایط قطع آبیاری بعد از خورجیندهی بدون محلولپاشی نیز ژنوتیپهای OG×AL و RGS×SLM بترتیب با میانگین 89/16 و 28/17 میکرو مول بر گرم کنجاله، و در تیمار محلولپاشی سیلیکات پتاسیم ژنوتیپ OG×AL با میانگین 77/14 میکرو مول بر گرم کنجاله،کمترین میزان گلوکوزینولات را به خود اختصاص دادند (جدول 8).
دمای کانوپی: نتایج تجریه واریانس صفات مورد بررسی نشان داد که اختلاف معنیداری در اثرات ساده و اثر متقابل سهگانه برهمکنش آبیاری، محلول پاشی و ژنوتیپ در سطح احتمال یک درصد وجود دارد (جدول 3). دمای کانوپی در سال دوم سه درصد کمتر از سال اول به دست آمد (جدول 4). برشدهی اثر متقابل ژنوتیپهای کلزا در آبیاری معمول بدون محلولپاشی نشان داد که ژنوتیپ RGS×OKAPI با میانگین 78/32 درجه سانتیگراد بیشترین و ژنوتیپ OG×AL با میانگین 50/31 درجه سانتیگراد کمترین و در تیمار محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم نیز ژنوتیپ RGS×OKAPI با میانگین 78/32 درجه سانتیگراد بیشترین و ژنوتیپ OG×AL با میانگین 36/32 درجه سانتیگراد کمترین دمای کانوپی را داشتند (جدول 8). در شرایط قطع آبیاری بعد از خورجیندهی بدون محلولپاشی نیز ژنوتیپ RGS×OKAPI با میانگین 16/35 درجه سانتیگراد بیشترین و ژنوتیپهای OG×AL و RGS×SLM بترتیب با میانگینهای 54/33 و 65/33 درجه سانتیگراد کمترین، و در تیمار محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم نیز ژنوتیپ DALGAN با میانگین 57/35 درجه سانتیگراد بیشترین و ژنوتیپ RGS×OKAPI با میانگین 21/31 درجه سانتیگراد کمترین دمای کانوپی را داشتند (جدول 8).
|
جدول 8- مقایسه میانگین برهمکنش سه گانه آبیاری، محلول پاشی سیلیکات پتاسیم و ژنوتیپ بر صفات مورد بررسی در ژنوتیپهای کلزا |
||||||||||
|
گلوکوزینولات دانه (میکرومول برگرمکنجاله) |
میزان پرولین برگ (میکرومول درگرم وزنتر) |
دمای کانوپی (درجه سانتیگراد) |
عملکرد دانه (کیلوگرم در هکتار) |
تعداد خورجین |
تعداد دانه در خورجین (عدد) |
ژنوتیپ |
محلول پاشی سیلیکات پتاسیم |
آبیاری |
||
|
|||||||||||
|
13.2250 b |
15.407 a |
31.5950 b |
5086.7 a |
146.802 a |
20.983 a |
OG × AL |
0 g.liter -1 |
شاهد |
||
|
13.8183 b |
16.088 a |
31.9183 ab |
4681.5 ab |
134.938 a |
20.117 ab |
RGS × SLM |
||||
|
13.5133 b |
15.627 a |
31.7583 ab |
4725.3 ab |
140.975 a |
20.617 ab |
DALGAN |
||||
|
15.3467 a |
17.720 a |
32.6767 ab |
4179.8 b |
108.112 b |
18.550 ab |
RGS 003 |
||||
|
15.5950 a |
18.095 a |
32.7867 a |
4053.0 b |
103.958 b |
18.183 b |
RGS × OKAPI |
||||
|
1.2915 |
4.1923 |
1.15 |
752.13 |
15.471 |
2.6803 |
|
LSD (0.05) |
|||
|
12.8967 c |
14.622 ab |
32.3650 b |
5620.3 a |
170.713 a |
23.300 a |
OG × AL |
4 g.liter -1 |
|||
|
12.2217 c |
13.988 b |
29.9083 c |
4731.8 b |
147.205 b |
20.535 ab |
RGS × SLM |
||||
|
12.0483 c |
13.702 b |
29.7617 c |
4832.2 b |
152.892 b |
20.933 ab |
DALGAN |
||||
|
14.4283 b |
16.780 ab |
32.1867 b |
4527 b |
126.050 c |
19.767 b |
RGS 003 |
||||
|
15.5500 a |
18.062 a |
34.1183 a |
4637.5 b |
127.650 c |
20.500 ab |
RGS × OKAPI |
||||
|
0.9707 |
3.8657 |
1.0832 |
741.73 |
16.536 |
3.3176 |
|
LSD (0.05) |
|||
|
16.8917 b |
19.947 a |
33.5433 c |
3506.5 a |
117.643 a |
18.583 a |
OG × AL |
0 g.liter -1 |
قطع آبیاری از مرحله خورجین دهی به بعد |
||
|
17.2867 b |
20.335 a |
33.6533 c |
3464.3 a |
113.460 a |
18.200 ab |
RGS × SLM |
||||
|
17.5317 bc |
20.760 a |
33.8117 bc |
3388.7 a |
108.825 a |
17.883 ab |
DALGAN |
||||
|
18.6150 a |
22.797 a |
34.7317 ab |
2732.8 b |
87.977 b |
16.250 b |
RGS 003 |
||||
|
18.7467 a |
23.333 a |
35.1650 a |
2608.5 b |
83.718 b |
16.050 b |
RGS × OKAPI |
||||
|
1.2164 |
3.6661 |
0.9666 |
602.08 |
12.236 |
2.1878 |
|
LSD (0.05) |
|||
|
14.7783 c |
17.278 b |
30.7450 c |
3532.0 ab |
127.532 a |
18.800 ab |
OG × AL |
4 g.liter -1 |
|||
|
17.3350 ab |
20.443 ab |
35.3450 ab |
4124.2 a |
134.503 a |
20.967 a |
RGS × SLM |
||||
|
17.6967 ab |
20.835 ab |
35.5750 a |
4017.8 a |
132.192 a |
20.533 ab |
DALGAN |
||||
|
17.9850 a |
21.813 a |
34.1917 b |
3078.5 bc |
101.983 b |
17.583 bc |
RGS 003 |
||||
|
16.5333 b |
20.085 ab |
31.2133 c |
2708.6 c |
90.475 c |
15.650 c |
RGS × OKAPI |
||||
|
1.2623 |
3.9858 |
1.1993 |
619.58 |
11.399 |
3.0772 |
|
LSD (0.05) |
|||
میانگینهای هر ستون با حروف مشترک فاقد اختلاف معنیدار میباشند. |
|||||||||||
بحث و نتیجه گیری
داده های حاصل از سنجش صفت ارتفاع بوته نشان میدهد که در شرایط قطع آبیاری از مرحله خورجین دهی به بعد محلول پاشی سیلیکاتپتاسیم این صفت را تحت تأثیر قرار داد. به نظر میرسد سیلیکاتپتاسیم اثرات تنش خشکی را از طریق بهبود توانایی برگ در جذب نور و ظرفیت فتوسنتزی (24، 4)، با افزایش میزان کلروفیل در برگ کاهش داده و سبب افزایش رشد و در نهایت ارتفاع گیاه میشود (22). افزایش ارتفاع بوته در شرایط تنش خشکی تحت تأثیر ترکیبات سیلیکاتی توسط بسیاری از محققین دیگر نیز گزارش شده است که با نتایج این آزمایش همخوانی دارد (1، 12، 24، 38).
در تحقیق حاضر مشاهده شد که قطع آبیاری باعث کاهش قطر ساقه در ژنوتیپهای مورد بررسی شد. در شرایط آبیاری معمول، ژنوتیپ OG×AL و در شرایط قطع آبیاری ژنوتیپ RGS×SLM بیشترین قطر ساقه را داشتند. محققین گزارش نمودند تنش خشکی در کلزا باعث کـاهش قطر ساقه شد (42). بررسی اثر تنش خشکی بر قطر ساقه نشان داد که کاهش منابع ذخیره و تولید مواد فتوسنتزی در اثر اعمال تنش بوده و تنش خشکی از طریق کاهش سرعت رشد در گرهها، کاهش گسترش سطح برگ و ماندگاری آن باعث کاهش ارتفاع بوته میشود. با توجه به هم زمانی رشد طولی ساقه با رشد شاخههای جانبی و توسعه خورجینها بروز تنش خشکی در مرحله آخر فصل نهتنها مواد ذخیرهای ساقه را کاهش داده، بلکه از توسعه اندامهای ذخیرهای و شاخههای جانبی جلوگیری کرده و بطور غیرمستقیم از طریق کاهش مواد فتوسنتزی و کاهش جایگاه توسعه خورجینها منجر به کاهش عملکرد گیاه میشود (43). در قطع آبیاری در شرایط عدم محلولپاشی، ژنوتیپهای OG×AL، RGS×SLM و در شرایط محلولپاشی RGS×SLM و OG×AL بیشترین تعداد خورجین در بوته را داشتند. محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم در شرایط تنش خشکی بر تعداد خورجین در بوته، که حساسترین صفت در اجزای عملکرد در این شرایط است (23)، موثر بود و منجر به کاهش آن شد که با نتایج تحقیقات برخی محققین مطابقت داشت (20). تنش خشکی باعث کاهش توان مخزن در جذب مواد فتوسنتزی میشود (5)، که در نهایت با کاهش تعداد خورجین در بوته باعث کاهش عملکرد دانه میشود (44). سیلیکاتپتاسیم به دلیل رسوب در برگ، به بهبود قدرت مکانیکی ساقه و برگها در جذب نور و افزایش ظرفیت فتوسنتزی کمک میکند. همچنین سیلیکاتپتاسیم در شرایط خشکی باعث افزایش تعداد خورجین در بوته و تعداد دانه در خورجین در کلزا شد، که با نتایج تحقیقات محققان دیگر در گیاهان زراعی در یک راستا بود (14، 41).
در شرایط قطع آبیاری در شرایط بدون محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم ژنوتیپهای OG×AL، RGS×SLM و در تیمار کاربرد سیلیکاتپتاسیم ژنوتیپ RGS×SLM بالاترین عملکرد دانه را داشتند. تنش خشکی با تأثیر مستقیم بر مقدار تولیدات فتوسنتزی از طریق بسته شدن روزنهها و تجزیه آنزیمها و سلولها منجر به کاهش عملکرد دانه شد (19). سیلیکون با سرعت بخشیدن به رشد رویشی و افزایش تولید ماده خشک و کاهش تعرق باعث افرایش کیفیت دانه و در نهایت عملکرد میشود. نتایج مشابه در پژوهشهای صورت گرفته حاکی از تأثیر مثبت سیلیکاتپتاسیم بر رشد و عملکرد دانه در گونههای زراعی است (8، 9، 32، 26، 34).
دادههای حاصل از سنجش مقدار کمی پرولین نشان داد در شرایط تنش خشکی و قطع آبیاری میزان پرولین افزایش یافت و محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم توانست در جهت بهبود تنش خشکی عمل کند و براساس نتایج میزان پرولین برگ در شرایط آبیاری معمول و محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم، نسبت به سایر تیمارها کمتر بود. تجمع پرولین در شرایط تحت تنش به واسطه سنتز پرولین و غیر فعال شدن تخریب آن انجام میشود. افزایش محتوای پرولین در شرایط تنش باعث محافظت غشای سلولی، پروتئینها، آنزیمهای سیتوپلاسمی و مهار گونههای فعال اکسیژن و حذف رادیکالهای آزاد میشود (2). محققین نیز نشان دادند که در رقمهای مختلف کلزا، با افزایش تنش خشکی میزان پرولین افزایش یافت، هرچند در بین ارقام تفاوت در مقدار پرولین مشاهده شد. میزان پرولین برگ در شرایط قطع آبیاری به دلیل نقش خود در تنظیم اسمزی افزایش مییابد، این امر موجب حفظ تورژسانس سلولها میشود که نقش حفظ کننده گیاه در شرایط تنش خشکی را بر عهده دارد که میزان آن در ژنوتیپهای متحمل به تنش خشکی بیشتر میباشد (37).
در هر دو شرایط کاربرد و عدم کاربرد سیلیکات پتاسیم و در دو سطح آبیاری، میزان گلوکوزینولات در سطح استاندارد و کمتر از حد 30 میکرومول بر گرم کنجاله بود. افزایش گلوکوزینولات موجب کاهش کیفیت و ارزش غذایی کنجالهی کلزا شده که تحت تأثیر عوامل وراثتی و محیطی است (40).
دمای کانوپی در شرایط قطع آبیاری در ژنوتیپهای مورد مطالعه نسبت به شرایط آبیاری معمول بالاتر بود و محلولپاشی سیلیکاتپتاسیم توانست در برخی ژنوتیپها باعث افزایش دمای کانوپی تحت شرایط تنش گردد. بررسیها نشان میدهد در شرایط قطع آبیاری به دلیل کاهش تعداد شاخه و برگ گیاه، دمای کانوپی میتواند افزایش یابد، بهطوریکه در شرایط آبیاری کامل دمای کانوپی کاهش مییابد. بیشترین دمای کانوپی مربوط به قطع آبیاری بدون محلولپاشی بود که نشان از تنظیم هدایت روزنهای است. گیاهان تحت تنش با تنظیم روزنهای مانع از اتلاف شدید آب شده که منجر به افزایش دمای کانوپی میشود (18). سیلیکات پتاسیم کاهش از طریق کاهش سرعت تعرق در شرایط تنش، منجر به صرفهجویی در مصرف آب از طریق ممانعت از تخریب آوندها و خروج آب کمتر از گیاه میگردد (11).
بر اساس نتایج به دست آمده تنش خشکی آخر فصل و محلولپاشی سیلیکات پتاسیم اکثر صفات مورد بررسی را تحت تأثیر قرار داد. سال زراعی به دلیل تفاوت در میزان بارندگی بر صفات مورد بررسی تأثیرگذار بود، که نشان از تأثیر شرایط محیطی بر رشد و واکنش کلزا دارد. ژنوتیپهای مورد بررسی تفاوتهای آشکاری در واکنش به تیمارها داشتند، بهطورکلی نتایج این آزمایش نشان داد ژنوتیپ OG×AL نسبت به دیگر ژنوتیپهای مورد بررسی از عملکرد و توانایی بالاتری بمنظور استفاده از منابع برخوردار است. در شرایط آبیاری کامل و کاربرد محلولپاشی ژنوتیپ OG×AL بالاترین عملکرد را در صفات مورد بررسی دارا بود، با این وجود در شرایط تنش خشکی و کاربرد محلولپاشی ژنوتیپهای RGS×SLM وDALGAN از عملکرد قابل قبولی برخوردار بودند. به طورکلی میتوان گفت تنش خشکی از دلایل کاهش عملکرد کلزا میباشد، هرچند محلولپاشی سیلیکات پتاسیم میتواند شرایط تنش را تعدیل کند، با این حال باید از بروز تنش آخر فصل اجتناب نمود.
سپاسگزاری
بدینوسیله از زحمات اساتید و کارکنان محترم بخش دانه های روغنی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج که اینجانب را در انجام ابن مهم یاری کردند، سپاسگزاری و قدردانی به عمل می آید.
1- اله بخش، ا.، سیروس مهر، ع.، ابراهیمی، ا.، شهرکی، ن.، (1397). اندوزش و تحمل آلودگی کادمیومی و تأثیر تیمار سیلیسیم بر برخی شاخصهای فیزیولوژیک در گیاه خرفه (Portulaca oleracea). مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی). 31 (2): 247-235.
2- بروجردنیا، م.، بی همتا، م. ر.، عالمیسعید، خ.، عبدوسی، و.، (1395). اثر تنش خشکی بر میزان پرولین، کربوهیدراتهای محلول، نشت الکترولیتها و محتوای آب نسبی لوبیا (Phaseolus vulgaris L.). مجله علمی فیزیولوژی گیاهان زراعی. ۸ (۲۹) :۲۳-۴۱.
3- جباری، ح.، خوش خلق سیما، ن. ا.، شیرانیراد، ا. ح.، (1396). تغییرات ترکیب اسیدهای چرب روغن دانه در ارقام پاییزه کلزا در شرایط تنش خشکی. نشریه پژوهش های کاربردی زراعی. 30 (3): 66-81.
4- عسگری، ف.، مجد، ا.، جنوبی، پ.، نجفی، ف.، (1399). اثر کوتاه مدت ذرات نانوسیلیکون بر برخی ویژگیهای بافت شناختی و فیزیولوژیکی گیاه جودوسر (Avean sativa L.) و مقایسه آن با اثر سیلیکات سدیم. مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی). 33 (2): 433-422.
5- فیاض، ف.، نادری درباغشاهی، م.ر.، شیرانیراد، ا. ح.، (1386). تاثیر تنش کم آبی بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام پیشرفته کلزا در منطقه اصفهان. مجله علمی یافته های نوین کشاورزی. 1 (3): 177-189.