Document Type : Research Paper
Authors
1 Assistant professor, Department of Range and Watershed Management, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Urmia, Iran
2 M.Sc. Student of Horticultural Sciences- Medicinal Plants, Faculty of Agriculture, University of Tabriz. Tabriz, Iran
3 Assistant Professor, Department of Forestry and Horticulture Sciences, Ahar Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Tabriz, Ahar, Iran
4 Department of range and Watershed Management, Faculty of Agriculture, Fasa University, Fasa, Iran
Abstract
The Glycyrrhiza glabra plant is a medicinal plant and it is used in pharmaceutical industries due to some compounds such as glycerolysis. The aim of this study was to investigate the effects of different treatments on different germination indices of Glycyrrhiza glabra L. species under laboratory conditions. Boiling water treatments, seed storage in heat and cold, non-treated (control) and culture in soil with 5 replications were applied on sweet seeds of expression. During different days, the number of germinated seeds was counted to a constant. Results showed that there were in Root, Shoot and Plant Length; Germination Percent; Germination Speed; Mean Germination Time and Allometric Coefficient. Results in the soil showed that the Root, Shoot and Plant Length were the highest, Allometric Coefficient and Germination Percentage has the lowest , Allometric Coefficient determined that stem and root growth in soil are in equilibrium. In maintenance treatment in boiling water, Germination Percent; Germination Speed and Allometric Coefficient had the highest amount, Mean Germination Time has the lowest. The results of boiling Treatment indicated that more than 40% of seeds germinated and were ranked first compare to other treatments. Treatments in freezer and oven heating compared to control treatment did not affect the rate of seed germination characteristics. Therefore, in general, it can be said that the presence of soil has led to better rooting and plant growth than other treatments, and the treatment of water-boiling water for five minutes by softening the shell can improve the Performance of seed germination characteristics.
Keywords
Main Subjects
تاثیر تیمارهای مختلف بر شکست خواب و شاخصهای جوانهزنی
بذر گونه دارویی شیرینبیان
اسماعیل شیدای کرکج*1، مینا امانی2، مهدی یونسی حمزهخانلو3، اسفندیار جهانتاب4
1 ایران، ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه مرتع و آبخیزداری
2 ایران، تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی، گروه علوم باغبانی
3 ایران، اهر، دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی اهر، گروه جنگلداری و علوم باغبانی
4 ایران، فسا، دانشگاه فسا، دانشکده کشاورزی، گروه مرتع و آبخیزداری
تاریخ دریافت: 27/03/1399 تاریخ پذیرش: 07/07/1399
چکیده
گیاه شیرینبیان به دلیل داشتن برخی ترکیبات نظیر اسید گلیسیریزیک طبیعی در صنایع داروسازی مورد استفاده قرار میگیرد. خواب بذرهای این گونه عامل نامطلوبی در اصلاح مراتع و بهبود بهرهوری اراضی تحت پراکنش آن محسوب شده و تلاشهای مختلفی در بررسی علل خواب بذرها و تعیین روشهایی مناسب برای شکست خواب و افزایش درصد و سرعت جوانهزنی بذرها وجود دارد. این پژوهش در شرایط آزمایشگاهی با هدف بررسی تأثیر تیمارهای مختلف بر شاخصهای مختلف جوانهزنی بذر گونه دارویی شیرینبیان انجام شد. تیمارهای آب جوش، نگهداری بذر در گرما و سرما، بدون تیمار (شاهد) و کشت در خاک با 5 تکرار بر روی بذور شیرین بیان اعمال شد و طی روزهای مختلف تعداد بذور جوانهزده تا رسیدن به میزان ثابت، شمارش شدند. در نهایت طول ریشهچه، ساقهچه و گیاهچه، درصد، سرعت و میانگین زمان جوانهزنی بذر، شاخص بنیه بذر و نیز ضریب آلومتری برای تیمارهای مختلف محاسبه گردید. نتایج مقایسه بین تیمارها نشان داد که در خصوص طول ریشهچه، ساقهچه و گیاهچه، درصد، سرعت و میانگین زمان جوانهزنی بذر، ضریب آلومتری، تفاوت معنیداری وجود دارد. نتایج تیمار کشت بذر در بستر خاک نشان داد که طول ریشهچه، ساقهچه و گیاهچه بیشترین مقدار و ضریب آلومتری و درصد جوانهزنی بذر شیرینبیان کمترین میزان را داشتند. همچنین ضریب آلومتری مشخص نمود که ساقهچه و ریشهچه بذور کشت شده در خاک در حالت توازن رشدی قرار دارند. در تیمار نگهداری بذر در آب جوش، درصد و سرعت جوانهزنی بذر و ضریب آلومتری بیشترین مقدار و میانگین زمان جوانهزنی بذر کمترین میزان را داشتند. نتایج تیمار آب داغ حاکی از آن بود که بیش از 40 درصد بذرها جوانه زدند و در مقایسه با سایر تیمارها در رتبه نخست قرار گرفت. تیمارهای سرمادهی در فریزر و گرمادهی در آون در مقایسه با تیمار شاهد تاثیری بر میزان شاخصهای جوانهزنی بذر نداشت. بنابراین به طور کلی میتوان عنوان کرد، وجود خاک سبب ریشهزایی و رشد گیاهچه بهتری نسبت به سایر تیمارها شده است و تیمار جوشاندن بذور در آب به مدت پنج دقیقه به واسطه نرمشدن پوسته میتواند عملکرد شاخصهای جوانهزنی بذر را تا حدود زیادی بهبود بخشد.
واژههای کلیدی: جوانهزنی بذر، شیرینبیان، آب جوش، سرمادهی و گرمادهی، خواب بذر.
* نویسنده مسئول، تلفن: 00989144016823 ، پست الکترونیکی: e.sheidai@urmia.ac.ir
مقدمه
بذر، عامل تولیدمثل جنسی گیاهان است که علاوه بر حفظ ذخایر توارثی و بقای نسل گونههای گیاهی در شرایط سخت محیطی، نقش مهمی در اتخاذ مکانیسمهای پراکنش و استقرار گیاه در مناطق مختلف اقلیمی دارد (11). محدودیت جوانهزنی و طولانیبودن خواب بذر برخی گیاهان یکی از موانع عمده رشد آنهاست. بهویژه اگر هدف تولید انبوه یک گیاه با ارزش اقتصادی بالا باشد، خواب بذرها عامل نامطلوبی در عملیات اصلاح مرتع و بهبود بهرهوری عرصه در نظر گرفته میشود؛ بنابراین پژوهشگران تلاش مینمایند تا با بررسی علل خواب بذرها، به روشهایی مناسب برای شکست خواب و افزایش درصد و سرعت جوانهزنی بذرها دست یابند (31). از سویی استقرار ضعیف گیاه مشکل عمده تولید گیاهان در مناطق خشک و نیمه خشک است (33).
جوانهزنی بذر به سبب نقش آن در سیستمهای تولیدی همواره یکی از مهمترین موضوعات مهم در فیزیولوژی گیاهی میباشد. بنابراین به منظور بهبود جوانهزنی بذرها از روشهای مختلف پرایمینگ بذر استفاده میشود. پرایمینگ به مجموعه فناوری اطلاق میشود که به واسطه آن بذرها پس از قرار گرفتن در بستر کشت از لحاظ فیزیولوژیکی و بیولوژیکی آمادگی جوانهزنی را به دست میآوردند. این امر سبب تغییرات زیستی و فیزیولوژیکی زیادی در بذرها و همچنین گیاه حاصل از آن میگردد به طوری که نتیجه آن جوانهزنی بهتر و استقرار مناسب گیاهچه است (22، 35).
برای مطالعه اثر عوامل مختلف بر ویژگیهای جوانهزنی بذر نیاز است که خواب بذر بهصورت مصنوعی و در آزمایشگاه با روشهای ساده، کمهزینه، سریع و اثربخش از بین برود. بهعبارتدیگر برای به دست آوردن درصد بالایی از جوانهزنی در یک دوره زمانی کوتاه اعمال پیشتیمارهای خاص ضروری است. فواید پیش تیمارها باید نسبت به هزینهها و مشکلاتی که برای اجرای تیمار وجود دارد در تعادل باشد (7). اعمال تیمارهای مفید، سبب افزایش فعالیتهای متابولیکی آنزیمهای هیدرولیز کننده موجود در جنین بذر، تولید هورمونهای گیاهی سیتوکنین و ترپیتوفان و درنهایت فراهمشدن شرایط برای رشد و نمو و تکثیر سلولی جنین میشود (8، 12). آنزیمهای هیدرولیز کننده با استفاده از ذخایر غذایی و هیدرولیز کربوهیدراتها، پروتئینها و چربیها، سبب تسریع جوانهزنی و سبب بهبود زندهمانی میشوند (30). از جمله مطالعاتی که در زمینه تاثیر تیمارهای سرمادهی بر خصوصیات جوانهزنی گیاهان مختلف انجام شده است میتوان به مطالعات غلامی و همکاران (2020) (17) در گیاه Smyrniopsis aucheri Boiss.، صالحی و همکاران (2015) در گیاه دارویی بیلهر (Dorema aucheri Boiss.) (32) و حاتمی و همکاران (2019) در گیاه دارویی زرینگیاه (Dracocephalum kotschyi Boiss.) اشاره کرد (18).
گیاه شیرینبیان با نام علمیL. Glycyrrhiza glabra که متشکل از دو کلمه گلیکوز (Glykos) به معنای شیرین و ریزا (Rhiza) به معنای ریشه بوده و معنای کلی آن ریشه شیرین است (20) که در فارسی به آن مَهْک گفته میشود، گیاهی است خودرو، چندساله، علفی و متعلق به تیره سبزیآساها و از خانواده بقولات (Fabaceae) که ارتفاع آن حداکثر به یک متر میرسد. برگهای آن به فرم شانهای مرکب فرد میباشند که از ۴ تا ۷ زوج برگ به اضافه یک برگچه انتهایی تشکیل یافتهاست که به سبب ترشح شیره، چسبندهاند. گلهای شیرینبیان به رنگهای آبی یا آبی متمایل به ارغوانی و گاهی زرد دیده میشود. ریشه و ریزومهای این گیاه دارای پوستی قهوهای رنگ هستند که در زیر آن بخش زردرنگی دیده میشود که دارای طعم شیرینی میباشند (10). خاستگاه آن جنوب اروپا، شمال آفریقا و نواحی معتدل آسیاست. جنس شیرینبیان در دنیا دارای 20 گونه و در ایران تنها 3 گونه است. شیرینبیان از گونههای مهم دارویی و صادراتی محسوب میشود که در اکثر نقاط ایرانبه فراوانی میروید و به واسطه دارا بودن ترکیبات دارویی و غذایی مهم در ریشه و ریزوم در صنایع دارویی، شیرینیپزی، غذایی و حتی دخانیات کاربرد دارد (13، 23). این گیاه اواخر بهار و اوایل تابستان (خرداد- تیر( به گل میرود. میوه به طول دو تا سه سانتیمتر و خرمایی رنگ میباشد و داخل میوه سه تا پنج دانه لوبیا شکل به رنگ قهوهای وجود دارد. پوسته دانه ضخیم و محکم و وزن هزار دانه آن حدود 10 گرم است. طول ریشه شیرینبیان متفاوت است و به نوع گیاه و شرایط اقلیمی محل رویش بستگی دارد و بین 30 تا 60 سانتیمتر است. طول ریشه در مناطق خشک و خاکهای سبک به 200 سانتیمتر هم میرسد (29).
مطالعاتی توسط محققین در ارتباط با نحوه جوانه زنی و شکست خواب بذرهای شیرن بیان انجام شده است که میتوان به موارد زیر اشاره کرد. رفیعیالحسینی و همکاران (2014) اثر تیمارهای مختلف مکانیکی بر شکست خواب بذور شیرینبیان، را با روش طرح بلوکهای کاملا" تصادفی بررسی کردند. تیمار آب جوش در مدت زمان دو دقیقه و تیمار غرقاب برای مدت دو روز موثرترین تیمارها بر درصد جوانهزنی بذور شیرینبیان بودند (به ترتیب 33/81 و 33/53 درصد افزایش جوانهزنی در مقایسه با شاهد) و تیمارهای اسید جیبرلیک و نیترات پتاسیم و سرمادهی مرطوب تاثیری بر خواب بذور شیرینبیان نداشتند. با توجه به شکست خواب بذور شیرینبیان در تیمارهای مکانیکی و تاثیر دما و نور متناوب میتوان نتیجه گرفت که خواب بذور شیرینبیان از نوع ترکیبی است (30). بادالو و پائوزنار، (1979) تیمار اسید سوکسنییک 005/0– 0025/0 درصد را همراه با خراشدهی در بستر شن در آزمایشگاه و مزرعه بر بذر شیرینبیان بررسی کردند. طی این بررسی بذور خراشدادهشدهای که به مدت 24 ساعت در اسید سوکسنیک 0025/0 درصد غوطهور شدند 7/98 درصد جوانهزنی را نشان دادند (6). قدیری و باقرانی ترشیز (2000) اثر دما را بر جوانهزنی بذر شیرینبیان بررسی نمودند و دریافتند که بذرها در دمای پنج درجه سانتیگراد جوانه نمیزنند و با اعمال خراشدهی مکانیکی و دماهای 15، 25 و 35 سانتیگراد، درصد جوانهزنی بذرها به ترتیب 15، 8 و 7 برابر نسبت به شاهد افزایش مییابد. در این دماها سرعت جوانهزنی بذرهایی که به طریق مکانیکی خراشدهی شده بودند از سایر تیمارها کمتر بوده است. خراشدهی شیمیایی نیز درصد جوانهزنی را به طور معنیداری افزایش داد (15). تحقیقی توسط قنبری و همکاران (2005) در خصوص اثر دما بر جوانهزنی شیرینبیان با جمعآوری بذور از استانهای کرمانشاه و فارس صورت گرفت. نتایج نشان داد بیشترین درصد جوانهزنی در بذور کرمانشاه و فارس به ترتیب در دمای 25 و 20 درجه سانتیگراد مشاهده شد و درصد جوانهزنی بذور استان فارس بیشتر از استان کرمانشاه بود. در دمای 40 درجه سانتیگراد درصد جوانهزنی بذور کرمانشاه و فارس به ترتیب 27 و 43 درصد به دست آمد. سرعت جوانهزنی نیز روند مشابهی را دارا بود (16). ویتسون و تاتمن (1990) عنوان میدارند خواب بذر شیرینبیان به دلیل غیر قابل نفوذ بودن پوسته آن میباشد و زمانی که با اسید سولفوریک به مدت 25 دقیقه تیمار داده شوند، 100 درصد بذور جوانه میزنند و نیز دما و اسید جیبریلیک بر جوانهزنی بذور بیاثر میباشند (39). ورنا (1990) بذرهای شیرینبیان را 24 ساعت در آب غوطهور کرد سپس در اسید سولفوریک غلیط به مدت 20 دقیقه قرار داد و مشاهده کرد که 100 درصد بذور جوانه زدند (37). آبدروخ مانو و خودای برگنو (1984) جوانهزنی شیرینبیان را با پرتوتابی با اشعه گاما با اسید نیکوتینیک و اسید آمیدنیکوتینیک و پیکولینیک اسید بررسی کردند و عنوان نمودند این عمل سبب جوانه زنی 80-90 درصد بذور شد (1). از آنجایی که بذر بسیاری از گیاهان بومی به دلایل مختلف مانند مشکلات موجود در بذر، پسرسی (After ripening) و یا دوره خواب قادر به جوانهزنی و استقرار نیستند، بنابراین ضروری به نظر میرسد برای رفع این مشکلات و موفقیت بذرکاری تیمارهای مختلفی بر بذور اعمال شود. ازجمله تیمارهای کاربردی در این زمینه، میتوان استفاده از موادی مانند اسید سولفوریک، اسید جیبرلیک، نیترات پتاسیم، خراشیدن پوسته بذر، آب داغ در شکست خواب بذر و همچنین پیش تیمار سرمادهی را نام برد. از سویی دیگر ضروری است بذور این گونه در اکوتیپهای مختلف مورد بررسی قرار گیرد تا بهترین اکوتیپ برای کاربردهای مختلف در عملیات کاشت انتخاب گردد. بنابراین از آنجاییکه مهمترین هدف از این آزمایش دریافت مناسبترین و کم هزینهترین راهکار برای شکست خواب، افزایش جوانهزنی و قدرت زندهمانی گیاهچههای شیرینبیان برای استفاده جوامع کشاورز محلی و روستایی است. بدین منظور در این تحقیق به بررسی اثرات برخی تیمارها مرتبط با دما جهت از بینبردن خواب بذر و مطالعه اثر آنها بر روی صفات جوانهزنی مختلف بذر شیرینبیان که از مراتع نازلوچای ارومیه جمعآوری شدهاند، میپردازد.
مواد و روشها
بذور جمعآوری شده گونه شیرینبیان مربوط به منطقه مراتع منطقه نازلوی ارومیه است. این منطقه در موقعیت جغرافیایی 24َ 44 تا 53َ 45 طول شرقی و 30َ 37 تا 58َ 37 عرض شمالی واقع شده است. حداقل ارتفاع 1300 متر و حداکثر ارتفاع 2000 متر میباشد. حوزه در شمال شهرستان ارومیه و در امتداد رودخانه نازلوچای واقع شده و فاصله آن تا شهرستان ارومیه 20 کیلومتر میباشد. بذور در پایان فصل رویش و رسیدن آنها به روش دستی از تعداد 40 پایه گیاهی مختلف جمعآوری شد و با بوجاری ناخالصهای آن جدا شد.
قبل از اجرای آزمایش ابتدا بذور بوسیله محلول ده درصد هیپوکلریت سدیم ضد عفونی و سپس چندین بار با آب مقطر شستشو داده شدند. این عمل برای جلوگیری از جمله قارچها صورت گرفت. قبل از قرار دادن بذور، ابتدا پتریدیشها در آون بمدت 48 ساعت در دمای 20 درجه سانتیگراد استریل شدند. برای رفع خواب بذر، از تیمارهای آب داغ، حرارتدهی در آون، سرمادهی در فریزر و کشت در خاک و در نهایت بدون اعمال هیچ نوع تیمار (شاهد) در پنج تکرار (پتریدیش یا ظرف کاشت) و در هر تکرار 20 عدد بذر استفاده شد. به منظور اعمال آب داغ بذور به مدت 5 دقیقه در آب جوش قرار داده شدند. برای اعمال تیمار سرمادهی بذرها به مدت یک هفته در فریزر نگهداری شدند. تیمار حرارت خشک نیز با قرار دادن بذور به مدت 24 ساعت در داخل آون 40 درجه سانتیگراد اعمال شد. برای اعمال تیمار کشت در خاک نیز بذور در داخل بستر خاک در عمق 5/1 سانتیمتر کشت شدند. در نهایت تیمار شاهد نیز بدون انجام هیچ گونه تیماری بر بذرها انتخاب گردید. لازم به ذکر است برنامهریزی زمانی اعمال تیمارها به نحوی بود که شروع آزمایش دقیقاً مصادف با پایان اعمال تیمارها بود. پس از پایان تیماردهی، بذور در درون پتریدیشهایی با قطر 10 سانتیمتر بر روی کاغذ واتمن، جهت قرار گرفتن در شرایط جوانهزنی قرار گرفتند. آبیاری با اسپری آبپاش در مواقع لازم به طور مساوی صورت پذیرفت و شمارش بذرهای جوانه زده هر روز انجام شد و تا زمانی که در چند روز متوالی، افزایشی در تعداد بذرجوانهزده مشاهده نگردید، ادامه یافت. بر این اساس آزمایش 18 روز طول کشید. ظهور حدود 2 میلیمتر ریشهچه از بذر بهعنوان معیار جوانهزنی در نظر گرفته شد (5).
محاسبه شاخصهای جوانهزنی: شاخصهای مورد ارزیابی در این پژوهش شامل درصد جوانهزنی بذر (GP) (Germination percentage)، سرعت جوانهزنی بذر (GS)(Germination speed) ، طول ریشهچه (RL)(Radicle length) ، طول ساقهچه (SL)( Shoot length) ، میانگین زمان جوانهزنی بذر (MGT)( Mean Germination time) ، شاخص بنیه بذر (VI)( Vigor Index) و ضریب آلومتری (AC)( Allomectric coefficient) است (2). پس ار توقف جوانهزنی بذور، طول ریشهچهها و ساقهچهها با خطکش دقیق اندازهگیری شد. وزن تر گیاهچه با ترازوی دیجیتال با دقت 01/0 اندازهگیری شد. روابط محاسبه شاخصهای درصد، سرعت و میانگین زمان جوانهزنی بذر، شاخص بنیه بذر و ضریب آلومتری در جدول 1 آمده است. طول ساقهچه، ریشهچه و گیاهچهها (به سانتیمتر) با استفاده از خطکش اندازهگیری شدند.
صفات |
واحد اندازهگیری |
فرمول |
درصد جوانهزنی Germination percent |
درصد (percent) |
|
سرعت جوانهزنی Germination speed |
تعداد در روز (number per day) |
|
متوسط زمان جوانهزنی Mean germination time |
روز (day) |
|
شاخص بنیه Vigor index |
- |
|
ضریب آلومتری Allometric coefficient |
- |
GP، درصد جوانهزنی، n، تعداد کل بذور جوانهزده شده در روز آخر شمارش؛ :N تعداد کل بذرها، GS، سرعت جوانهزنی، ni، تعداد بذرهای جوانهزده در روز i، di تعداد روزها از زمان شروع آزمایش، MGT، متوسط زمان جوانهزنی، :Vi شاخص بنیه بذر؛ :RL طول ریشهچه بر حسب سانتیمتر،:SL طول ساقهچه بر حسب سانتیمتر، AC: ضریب آلومتری.
تجزیه و تحلیل آماری دادهها: ثبت دادهها با استفاده از نرمافزار Excel و تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرمافزار 20 SPSS صورت گرفت. به منظور بررسی اختلاف معنیداری شاخصها در بین تیمارها از آزمون تجزیه و تحلیل واریانس (ANOVA One Way) و همچنین برای مقایسه میانگین شاخصهای جوانهزنی بذور از روش آزمون چند دامنهای دانکن استفاده شد.
نتایج
نتایج تجزیه واریانس یک طرفه شاخصهای مختلف جوانهزنی در اثر تیمارهای اعمال شده نشان داد که طول ریشهچه، طول ساقهچه، طول گیاه، درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، میانگین زمان جوانهزنی بذر و ضریب آلومتری، حداقل بین دو تیمار تفاوت معنیداری دارد (جدول 1).
نتایج تیمار کشت در بستر خاک نشان داد که طول گیاهچه، ریشهچه و ساقهچه دارای بیشترین مقدار است ولی ضریب آلومتری و درصد جوانهزنی شیرینبیان دارای کمترین میزان میباشد (شکل a-c 1). همچنین درصد و سرعت جوانهزنی بذر و ضریب آلومتری در اثر تیمار نگهداری بذر در آب جوش بیشترین مقدار و شاخص بنیه بذر و میانگین زمان جوانهزنی بذر کمترین میزان (سه روز) را به خود اختصاص داد (شکل d-h 1). نتایج جوانهزنی بذور نشان داد که بیش از 40 درصد بذرها تحت تاثیر تیمار آب داغ جوانه زدند به طوری که میزان جوانهزنی بذرها در سایر تیمارها کمتر از این مقدار بود. شاخص بنیه بذر در بین تیمارها تفاوت معنیداری نداشت (شکل 1). به طور کلی خاک موجب ریشهزایی و رشد گیاهچه بهتری نسبت به سایر تیمارها و تیمار آب جوش بر بذور سبب بهبود شاخصهای جوانهزنی بذرهای شیرین بیان شد. ضریب آلومتری نشان داد که میزان رشد ساقهچه و ریشهچه بذور در تیمار کاشت در خاک در حالت توازن رشد این دو بخش قرار دارند. در سایر تیمارها رشد ساقهچه بیشتر از رشد ریشهچه است. میانگین زمان جوانهزنی بذر تیمار با آب جوش کمتر از سایر تیمارها و در گروه دیگر قرار گرفت.
جدول 1- تجزیه واریانس شاخصهای جوانهزنی بذر شیرین بیان در اثرتیمارهای مختلف
صفت parameters |
Source of variation |
منبع تغییرات Source of variation |
مجموع مربعات Sum of squares |
درجه آزادی Degree of freedom |
میانگین مجموع مربعات Mean of sum squares |
F |
Sig. |
طول ریشهچه Root Length |
Between treatment |
بین تیمار |
82.5 |
4 |
20.6 |
17** |
0.000 |
Within treatment |
درون تیمار |
24.2 |
20 |
1.2 |
|||
total |
کل |
106.9 |
24 |
|
|||
طول ساقهچه Shoot Length |
Between treatment |
بین تیمار |
13.6 |
4 |
3.4 |
8.2** |
0.000 |
Within treatment |
درون تیمار |
8.2 |
20 |
0.41 |
|||
total |
کل |
21.8 |
24 |
|
|||
طول گیاهچه Seedling Length |
Between treatment |
بین تیمار |
160.08 |
4 |
40.02 |
15.5** |
0.000 |
Within treatment |
درون تیمار |
51.6 |
20 |
2.5 |
|||
total |
کل |
211.7 |
24 |
|
|||
ضریب آلومتری Allometric Coefficient |
Between treatment |
بین تیمار |
7.4 |
4 |
1.8 |
6.9** |
0.001 |
Within treatment |
درون تیمار |
5.3 |
20 |
0.26 |
|||
total |
کل |
12.7 |
24 |
|
|||
درصد جوانهزنی Germination Percentage |
Between treatment |
بین تیمار |
1350 |
4 |
337.5 |
5.1** |
0.005 |
Within treatment |
درون تیمار |
1300 |
20 |
65 |
|||
total |
کل |
2650 |
24 |
|
|||
سرعت جوانهزنی Germination Speed |
Between treatment |
بین تیمار |
21.1 |
4 |
5.2 |
16** |
0.000 |
Within treatment |
درون تیمار |
6.5 |
20 |
0.32 |
|||
total |
کل |
27.7 |
24 |
|
|||
میانگین زمان جوانهزنی Mean Germination Time |
Between treatment |
بین تیمار |
97.9 |
4 |
24.4 |
7.6** |
0.001 |
Within treatment |
درون تیمار |
63.7 |
20 |
3.1 |
|||
total |
کل |
161.7 |
24 |
|
|||
شاخص بنیه بذر Seed Vigority |
Between treatment |
بین تیمار |
1.66 |
4 |
0.41 |
1.5 ns |
0.21 |
Within treatment |
درون تیمار |
5.2 |
20 |
0.26 |
|||
total |
کل |
6.9 |
24 |
|
** معنیدار در سطح یک درصد ns غیر معنیدار
از سویی دیگر نتایج نشان داد تیمار سرمادهی در فریزر و گرمادهی در آون اثر مشابهی بر میزان شاخصهای جوانهزنی بذور مورد مطالعه داشت و در مقایسه با تیمار شاهد (فاقد هر گونه تیمار) تفاوت معنیداری در شاخصهای جوانهزنی بذر مشاهده نشد و به عبارتی دیگر اعمال چنین تیمارهایی بر جوانهزنی بذور بیاثر است.
بحث و نتیجهگیری
جوانهزنی بذر فرآیندی است که طی آن بذرهایی با قدرت جوانهزنی و بدون خواب در شرایط مساعد محیطی، به یک گیاهچه تبدیل میشود (24). جوانهزنی بذر از حساسترین مراحل زیستی گیاهان محسوب میشود و اگر گیاه بتواند این مرحله را با موفقیت سپری کند، شانس زنده ماندن و استقرار آن زیاد است (4). همچنین مرحله جوانهزنی بذر برای تعیین تراکم نهایی بوته در واحد سطح اهمیت زیادی دارد و تراکم کافی بوته در واحد سطح هنگامی حاصل میگردد که بذرهای کشتشده بهطور کامل و با سرعت کافی جوانه بزنند، مرحله جوانهزنی روی عملکرد از نظر کمی و کیفی ﺗﺄثیر گذاشته و به درصد و یکنواختی سبز شدن آن وابسته است (21).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
شکل 1- شاخصهای جوانهزنی بذر شیرین بیان تحت تاثیر تیمارهای مختلف: طول ریشهچه (a)، طول ساقهچه (b)، طول گیاهچه (c)،ضریب آلومتری (d)،درصد جوانهزنی (e)،سرعت جوانهزنی (f)،میانگین زمان جوانهزنی (g)، شاخص بنیه بذر (h).
نوسانات جوانهزنی که تحت ﺗﺄثیر عوامل محیطی قرار میگیرند، از نظر اکولوژیکی از اهمیت خاصی برخوردار است. اثر متقابل بین عوامل محیطی و مکانیسمهای درون یک بذر، جوانهزنی آن را تحت شرایط خاص تعیین میکند (14). بعضی از بذرها قادرند تنها بعد از چند روز پس از باروری و خیلی زودتر از زمان معمول برداشت، جوانه بزنند؛ برخی دیگر از بذرها در خواب بوده و قبل از انجام فرایند جوانهزنی نیازمند سپریکردن یک دوره استراحت طولانی یا نمو بیشتر هستند. مطابقبه گونه گیاهی، این دوره ممکن است تنها به مدت چند روز یا چند سال به طول انجامد (11). در این میان به منظور کاشت بذر در برخی موارد شکست خواب بذر زودتر از حالت طبیعی به واسطه روشهای مختلف از ضروریات میباشد که آگاهی از این روشها میتواند در افزایش موفقیت پروژهها کمک نماید (28).
در این تحقیق به دلیل توجه به در دسترس بودن و آسانبودن تیمار برای مردم بومی، بیشتر اثرات تیمارهای سرمادهی و گرمادهی بررسی شد و به اثر تیمارهایی دیگر نظیر استفاده از هورمون جیبرلیک و سایر مواد شیمیایی پرداخته نشد. بر اساس نظیریاتی که مورد قبول بسیاری از متخصصان بذر است، سرما یا گرما باعث کاهش محتوای آبسیزیک اسید یا افزایش محتوای جیبرلیک اسید شده و یا هردو تغییر به طور همزمان انجام میگیرد و یا تعادلی از دو هورمون، خواب بذر را پایان میدهد. از طرفی در بسیاری از گیاهان نوع خواب درونی مورفوفیزیولوژیک است که با نسبت نامناسب هورمونهای تحریککننده و بازدارنده جوانهزنی بذر و وجود جنین نارس در ارتباط است. معمولاً این نوع خواب به کمک دما به طور عمدهای برطرف میشود (38). نتایج این مطالعه نشان داد که اعمال تیمار سرمادهی به مدت یک هفته به بذور هیچ اثری برشاخصهای جوانهزنی ندارد. با این حال زارع و همکاران (2011) با بررسی اثر تیمارهای مختلف سرما بر جوانهزنی بذر آنغوزه نتیجه گرفتند که افزایش تعداد روزهای سرمادهی تا 60 روز بیشترین تاثیر را بر افزایش جوانهزنی بذر داشت (41) که با نتایج این تحقیق مطابقت ندارد. در تحقیقات دیگری که توسط غلامی و همکاران (2020) (17) در گیاه Smyrniopsis aucheri Boiss. و صالحی و همکاران (2015) (32) در گیاه دارویی بیلهر (Dorema aucheri Boiss.) انجام شد گزارشها حاکی از این بود که با سرمادهی و افزایش مدت زمان سرمادهی، درصد جوانهزنی افزایش یافت. همچنین رجبیان و همکاران (2007) نشان دادند که تیمار سرما (4 درجه سانتیگراد) سبب افزایش درصد جوانهزنی بذرهای آنغوزه میگردد (31). در این خصوص میتوان عنوان کرد تفاوت در این نتایج میتواند بستگی به مدت زمان سرمادهی یا نوع گونههای مورد مطالعه داشته باشد که در این خصوص لازم است اثر تیمارهای مختلف سرما با شدت و مدت متفاوت در مطالعات آتی بر این گیاه انجام شود چرا که تیمار سرما از جمله تیمارهای ارزان و انجامپذیر به شمار میرود. از طرفی در این خصوص گزارش شده است بذر بسیاری از گیاهان که در اقلیمهای معتدل و سردتر میرویند، و برای برطرفشدن خواب به یک دوره سرما نیاز دارند، عدهای از دانشمندان معتقدند که برخی از بذرها میباید با سرمای یخبندان مواجه شوند تا پوسته آنها شکاف بردارد و جوانهزدن در آنها آغاز گردد (36). همچنین بررسیهای فیزیولوژیکی نشان میدهند که اثر سرما بر بذرهایی که در نهایت منجر به جوانهزنی آنها میگردد به سبب تغییر نسبت هورمونها میباشد ولی اخیراً ثابت شده است که دماهای بالای نقطه انجماد (صفر درجه) از سایر دماها مؤثرتر بوده و دماهای زیر نقطه انجماد در شکست خواب مؤثر نیستند (38). هم راستا با نتایج تحقیق حاضر، شاکری-المشیری و همکاران (2009) گزارش دادند اعمال تیمار سرما بر جوانهزنی بذرهای گیاه مریمنخودی تأثیری نداشت، درصورتیکه ایجاد شکاف به طریق مکانیکی با کمک سوزن تشریح در پوسته بذر، ساییدن بذرها با سمباده و 15 دقیقه تیمار با اسیدسولفوریک غلیظ به ترتیب 68، 11 و 2/22 درصد جوانهزنی را افزایش داد که نسبت به بذرهای شاهد (بدون تیمار) تفاوت داشتند (34). همچنین، در تحقیقی، حاتمی و همکاران (2019) گزارش دادند سرمادهی مرطوب اثر معنیداری بر بیشتر صفات جوانهزنی گیاه دارویی زرینگیاه (Dracocephalum kotschyi Boiss.) نسبت به سایر تیمارهای استفاده شده ندارد (18).
دو مکانیسم اصلی که باعث ایجاد رکود در بذر این گیاهان می شوند عبارتند از انباشت بازدارندههای رشد و توسعه پوششهای بذر که آبگیری، قابلیت نفوذ گازها و شستهشدن بازدارنده را کنترل میکند (27). یکی از وقایع بحرانی در طی جوانهزنی بذر، حرکت ذخایر بذر (هیدرولیز و انتقال) است که برای رشد طولی جنین ضروری بوده و انرژی فرایندهای متابولیکی مختلف شامل تنفس و فعالیتهای متابولیکی را تامین می کند (9).
میزان درصد جوانهزنی بذور گونه شیرینبیان در تحقیقات رفیعیالحسینی و همکاران (2004) که بذور آن مربوط به منطقه شهرکرد جمعآوری شده بود در حدود 20-60 درصد بوده است حال آنکه در تحقیق حاضر درصد جوانهزنی این گیاه که بذور آن از منطقه ارومیه جمعآوری شده بود در حدود 20-40 درصد میباشد که به احتمال، این تفاوت به شرایط رویشگاهی مختلف و نیز میزان آفتهای طبیعی مناطق بستگی دارد (30). با این حال تحقیق در خصوص عوامل موثر بر تولید بذور سالم و با قوه نامیه بالا کمککننده بهبود کیفیت بذور خواهد شد. از سویی تصور اشتباهی در مورد خواب بذر وجود دارد مبنی بر این که خواب را حالت استراحت بذر تا فراهم گشتن شرایط برای جوانهزنی میدانند، اما این حالت در واقع سکون است و به خواب بذر تعبیر نمیشود (11). خواب بذر را میتوان حالتی عنوان کرد که علیرغم مساعد بودن شرایط محیطی بذور جوانه نزنند. عوامل متعدد فیزیکی نظیر نفوذ ناپذیری پوسته بذر نسبت به آب و گازها و مقاومت مکانیکی آن در مقابل خروج جوانه و عوامل شیمیایی نظیر ترکیبات تحریککننده و بازدارنده جوانهزنی درون بذر، نارسبودن جنین بر فرایند خواب بذر تاثیر میگذارند (3). مقایسه اثر کشت بذور به طور مستقیم در خاک نسبت به سایر تیمارها بر روی شاخصهای طول رشد گیاهچه و ریشه چه نشان میدهد که کاشت بذر در خاک سبب شده است میزان شاخصهای طول گیاهچه و ریشهچه نسبت به سایر تیمار رشد بیشتری داشته باشد که این امر ناشی از در دسترسبودن مواد غذایی متنوع در بستر کشت خاک است ولی با این حال مطالعه در خصوص عمق مناسب کشت هنوز در ابهام است که میتواند در مطالعات آتی مد نظر قرار گیرد. عدم اثرگذاری تیمار گرمادهی و سرمادهی خشک به بذور این گونه گیاهی نیز نشان میدهد خواب بذور ناشی از عامل فیزیولوژیکی نیست لذا اعمال این تیمارها برای کشت بذور در عرصه پیشنهاد نمیگردد.
به طور کلی میتوان اذعان نمود یکی از اصول مهم برای تولید انبوه و اقتصادی این گیاه، اعمال تیمارهای مختلف برای بهبود جوانهزنی و شکست خواب بذور آن میباشد و بدون اعمال این تیمارها، کشت گسترده آنها با شکست مواجه خواهد شد. بنابراین تیمار نگهداری در آب جوش در مقایسه با سایر تیمارها با توجه به تاثیرگذاری بیشتر توصیه میشود. این روش میتواند در عین حال کم خطر و ارزان بوده و احتمال آسیب رساندن به جنین در مقایسه با سایر روشها کم است.
سپاسگزاری
از دانشگاه ارومیه به دلیل فراهم آوردن زمینه انجام این تحقیق تشکر میگردد.