تکنولوژی بذر

درحالیکه عکس این مطلب برای شوری قلیایی بالای  صدق می کرد.با این حال آزمایشات در مورد تأثیرات متقابل شوری های مختلف بایدبرای به دست آوردن نتیجه گیری کلی اجرا گردد.

کلمات کلیدی:ذرت،شوری، رویش، رشد جوانه

مقدمه:شوری خاک یک محدودیت عمده برای تولید غذا است زیرا بازدهی محصول را محدود نموده واستفاده از زمینی را که قبلأمورد انحصار قرار می دهد. برنامه محیط زیستی ایالات متحده تخمین می زند که در حدود 20 درصد از اراضی کشاورزی و 50 درصد از زمین زراعی در جهان تحت تأثیر شوری قرار می گیرند . در چین مساحت کل ×3.47 هکتار از خاک شور وجود دارد که شامل شوری مازادی هستند که عمدتأشامل کاتیون های ، ، ، ،وآنیون های، ، ، ، ، است.

ذرت که یک محصول حساس به شوری خاک است ،بعنوان یک محصول با کشت مساحت وسیع در چین کشت می شود .با وجود آنکه ممانعت شوری بر اساس رشد شناسی محصول تفاوت می کند ،اولین مواجهه محصول با تنش شوری معمولأ در زمان رویش و مرحله رشد اولیه رخ می دهد(پاسام و کاکوریوتیس 1994).

دیرینگرا و وارگس (1985)گزارش نمودند که تنش Nacl رویش ذرت را کاهش می دهد .رحمان و همکاران (2000)و کوین وهمکاران (2007) نشان دادند که افزایش شوری رویش دانه ورشد جوانه ذرت را باز می دارد.

اکثر گزارشات فعلی بر اساس آزمایشاتی باNacl هستند ،فقط تعداد اندکی از آنها اثرات مختلف شوری های کلریدی وفسفاتی را مورد مقایسه قرار داده اند و اطلاعات اندکی برای شوری های دیگرموجود بود.استفاده ازNacl بعنوان تنها عامل شوری بعلت این واقعیتاست که Nacl مؤلفه اصلی ترکیب نمک های قابل انحلال درشوری خاک است. با این حال شوری خاک حاوی انواع چند گانه ای از نمک های قابل حل است که هر کدام از آنها می توانند اثر متفاوتی را برروی جوانه زنی و رشد اولیه جوانه داشته باشند.علاوه بر این ،انواع نمک های قابل حل در خاک شور نیز به مقدار زیادی در میان مکان های مختلف تفاوت می کند.هدف از این تحقیق ،مشخص نمودن واکنش جوانه زنی دانه و رشد جوانه ذرت در شوری های مختلف و کمک به شناسایی تحمل نمک در واریته های ذرت در آینده ست.

مواد و روش ها:

مواد دانه

دانه های ذرت (Zea mays) رقم ژنگدان 958 یکی از بیشترین سطح زیر کشت ارقام در چین مورد استفاده قرار گرفتند.

آزمایش جوانه زنی

شن هایی که از طریق یک غربال با قطر2mm گذرانده شده بودند شسته شده و در دمای 130درجه سانتیگراد بمدت 4 ساعت خشک گردیدند محلول های Nacl،Na2So4،Kcl،K2So4،Na2Co3،NaHco3،K2Co3،وkhco3 در غلظت های 0(کنترل)20،50،100،150و   تهیه گردیدند.پنجاه دانه در محفظه رویش پلاستیکی قرار داده شدند(12×19×13cm)که حاوی شن بود،و هر 100گرم شن با 15/6ml محلول شوری متناظر ترکیب گردید.

سپس دانه ها در یک محفظه کشت Illuminationکشت گردیدند که دمای  محفظه  25درجه سانتیگرادو تحت سیکل متناوت 12 ساعت نور و 12 ساعت تاریکی به مدت 10 روز قرار گرفتند، سه بار تکرار برای هر تیمار استفاده قرار گرفت .

پارامترهای جوانه زنی

تعداد دانه های جوان زده ،که بر اساس آن پارامتر های جوانه زنی محاسبه گردید هر روز و به مدت 10 روز متوالی ثبت گردید .انرژی جوانه زنی و در صد جوانه زنی شامل میزان و دانه های جوانه زده در روز چهارم وهفتم بود.شاخص جوانه زنی GI=Σ(Gt/Tt)، که در آن Gt تعداد دانه های جوانه زده در t وTt زمان مربوط به Gtبر حسب روز بود .

شاخص قدرت رشد(بنیه): ارتفاع گیاهچهVI=GI × میانگین جوانه زنی (MGT) بر اساس نظرات Hu وهمکاران(2005) محاسبه گردید: MGT=ΣTiNi/Σni که در آن Ni تعداد دانه هایی که به تازگی در زمان های Ti جوانه زدند می باشد .سرعت جوانه زنی (GV) با استفده از یک شاخص اصلاح شده تیموس (1965) درباره ی جوانه زنی ارزیابی گردید که شامل عبارت است: GV=ΣGi/Ti، که در آن i تعداد دورها ی شمارشی است که در آن جوانه زنی مورد ارزیابی قرار گرفت،Gi درصد دانه های جوانه زد در دوره ی iام و Ti تعداد روز هایی است که سنجش آغاز گردیده است.

پارامترهای رشد اولیه

در روز دهم ، طول ریشه و ارتفاع جوانه به طور دستی و بوسیله ی خط کش اندازه گیری می شود.وزن تازه جوانه و ریشه اندازه گیری شد، و وزن خشک جوانه  وریشه پس از خشک کرده در دمای 80درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت تعیین گردید.اندازه گیری در 10 گیاه که به طور تصادفی در هر تیمار انتخاب گردید انجام شدند

تجزیه وتحلیل آماری

تمامی داده ها در معرض یک تحلیل واریانس  (ANOUA) قرار گرفتند . قبل از ANOUAداده های درصد بر اساس y=arcsin(sqrt(×/100))  تغییر یافتند.با این حال جداولی بر اساس داده های درصدی اولیه ارائه گردید. مقایسه های مختلفی با استفاده از روش (DGC)  انجام گردید .DGC همانندآزمایش حداقل اختلاف معنی دار فیشر(LSD) روشی است که برای مقایسه جفت میانگین های تیمارهاطراحی گردیده است . DGCدر مقایسه با LSDهرگز یک تیمارکه به لحاظ آماری به طور همزمان با دو گروه مختلف آماری تیمارها تفاوت می کند راگزارش نخواهدداد.در این حالت از وقوع گره های هم پوشان تیمارها جلوگیری نموده و تفسیرنتایج راتسهیل می کند.

نتایج

انرژی جوانه زنی ودرصدجوانه زنی

تأثیر قابل ملاحظه ای از نوع شوری (F=23.30,P˂0.0001) وغلظت (F=366.92,P˂0.001)  براساس انرژی جوانه زنی وجود داشت که همراه با افزایش سطح شوری (جدول 1)کاهش یافت. شوری شروع به کاهش انرژی جوانه زنی به طور قابل ملاحظه ای     (P˂0.05) در  برای  K2CO3 ,KHCO3, 150 mmol·L-1 برای KClو NaHCO3و 100 mmol·L-1 برای سایر شوری ها نمود.به جز   KHCO و 200 mmol·L-1 Na2SO4, K2CO3 هیچ اختلاف معنی داری (P>0.05) برای  درصد جوانه زنی در میان همه تیمارها وجود نداشت که از 82.00تا96.00 درصد متغییر بود.

شاخص جوانه زنی وشاخص توان

انواع شوری وغلظت نشان دهنده اثرات معنی دار بر روی شاخص جوانه زنی (F=6.38, P<0.0001 , F = 288.48 , P<0.0001)

وشاخص بنیه (F = 117.26 , P<0.0001 , F = 2760.63 ,P<0.0001) بود.(جدول 3 و 4 ).درشاهد بطور معنی داری بالاتر بود (P<0.05) وشاخص توان نسبت به سایر تیمارهای شوری به جز    Na2So4  و K2So4 بود . شاخص توان شوری های خنثی به طور معمول بالاتر از شوری های قلیایی و شوری های کلریدی نسبت به شوری های سولفاتی بود (جدول 4).

سرعت جوانه زنیومیانگینزمانجوانه زنی

تأثیر معنی دار ی از نوع شوری وجود دارد(F=9.78 ,P<0.0001 , F =37.68 , P<0.0001)

وغلظت (F=351.38 , P<0.0001 , F =692.58 در هر دو سرعت جوانه زنی و میانگین زمان جوانه زنی (جدول 5و6) .از کنترل تا  سرعت جوتنه زنی بصورت معنی داری برای همه تیمارها کاهش نیافت واز100تا  سرعت جوانه زنی بطور معنی داری کاهش یافت  به استثنای Na2Co3 و NaHco3 .میانگین زمان جوان زنی بطور ناچیزی ازکنترل  تغییر نمود به استثنایKHCO3 وبه شکل معنی داری از  برای تمامی تیمارها تأخیر پیدا نمود .

رشد اولیه گیاهچه

رشد جوانه وریشه نشان دهنده حساسیت به نوع شوری و غلظت (p<0.0001) بود .با افزایش غلظت رشد گیاهچه و ریشه کاهش یافت (شکل 1) .وزن تازه گیاهچه ،وزن خشک گیا هچه ، ارتفاع گیاهچه،وزن تازه ریشه ،وزن خشک ریشه وارتفاع ریشه به لحاظ آماری معنی دار بود و قویأبه شکلی منفی با غلظت شوری همبستگی داشت .

(بترتیب،r = -0.862, r = -0.874, r = -0.901,r=-0.787,r=-0.819, r=-0.862,p<0.01 ). درمقایسه بارشد گیاهچه ،رشد ریشه از اثر کمتری در غلظت های پایین تر رنج میبرد(شکل1) .رشد گیاهچه وریشه تفاوت های معنی داری را (p<0.05) بین150 و  شوری قلیایی نشان نداد .مقایسه برای پارامترهای رشد ریشه وگیاهچه درمیان هشت نوع شوری نشان دهنده آن بود که داده های شوری خنثی (Nacl,Kcl,Na2so4,K2so4) بیشترازشوری های قلیایی بود  (Na2CO3, NaHCO3, K2CO3, KHCO3) شوری های پتاسیم بالاتراز شوری های سدیم (KCL>NACL,K2SO4,NA2SO4>K2CO3,NA2CO3,KHCO3>NAHCO3) نمکهای یک ظرفیتی بالاترازنمک های دوظرفیتی ونمک های کلریدی بالاترازنمک های سولفاتی بود(KCl>K2SO4, NaCl > Na2SO4, NaHCO3 >NA2CO3, KHCO3 > K2CO3)

(شکل1).

برای چهارشوری(نمک)خنثی ،نسبت جوانه ریشه باافزایش غلظت افزایش یافت .با این حال برای چهارنمک قلیایی ،نسبت جوانه ریشه ازکنترل  افزایش یافت و از100تا کاهش پیداکرد .بااین حال ،برای چهارنمک قلیایی ، نسبت جوانه ریشه ازکنترل تا  افزایش یافته و از 100 تا کاهش پیدا.کرد(شکل 2) .

بحث وگفتگو

همانگونه که درنتایج نشان داده شده است ، مواجهه باغلظت های شوری بالا، عمدتأ انرزی جوانه زنی ،شاخص جوانه زنی ،شاخص توان و سرعت جوانه زنی وزمان میانگین جوانه زنی دارای تأخیر راکاهش می دهد .باوجود این اگرچه ماکزیمم درصد جوانه زنی تحت شرایط غیرشوری بدست آمد(تیمارشاهد) ،دانه های ذرت دارای توانایی جوانه زنی درسطوح بالای جوانه زنی بودند .برعکس رشدجوان وریشه بطورشدیدی باافزایش سطح شوری کاهش پیداکرد .بنابراین مرحاه جوانه زنی نسبت به شوری بسیار حساس تر ازمرحله جوانه زنی بود که با یافته های Rhman وهمکاران(2000) وماس وهمکاران (1983) توافق داشت .مطالعات بسیاری تأثیرات شوری های مختلف را بر روی گونه های مختلف گیاه مورد مقایسه قرارداده است تا تعیین کند که آیا دانش ما درباره اثرات Nacl بر روی گیاه را می توان با اثرات سایر انواع شوری قیاس نمود .(اگان وهمکاران 1997).امانتیجه گیری برای تنطیم یک پاسخ کلی بسیارمتفاوت بوده است(Curtin et al., 1993).نتایج ما نشان داد که رشد اولیه گیاهچه با افزایش سطوح شوری کاهش می یابد .مقایسه 8 نمک در این تحقیق ، نشان داد که انواع شوری دارای اثر معنی داری بر روی رشد اولیه هستند(P<0.05) . حمل به نمک دانه به شوری پتاسیم بهتر از شوری سدیم بود . دلیل احتمالی عبارتند از:1 . نمک های سدیم بر روی نفوذپذیری غشای پلاسما اثر گذاشته و نفوذ یون ها ی خارجی و ورود مواد حل شده ی سیتوسولیک را در سلول های گیاه افزایش می دهند .2 . نمک های سدیم باعث سفت شدن دیواره سلولی می شوند و کاهش در هدایت آب غشای پلاسما پدید می آید و 3 . تجمع یون K+ در مواد حل شده سیتوسولیک اثرمنفی آنیون را نسبت به یون Na+کاهش می دهد .علاوه بر کاتیون ها ،آنیون ها نیز سمیت بیشتری را بر روی جوانه زنی دانه ها تولید می نمایند . نتایج حاضر نشان داد که نمکهای سولفات نسبت به نمک هابر روی رشد اولیه آسیب زا بودند . این موضوع در توافق با نتایج بدست آمده بوسیله ی Sosa و همکاران (2005) وایازی و همکاران (20009) بود که نشان دادند که محلول های آنیون  بطور قابل ملاحظه ای نسبت به آنیون  بر روی جوانه زنی کهو و اسفناج باغی اثر باز دارنده دارد ، در حالیکه عکس این  مطلب توسط Rhmanو همکاران (2000) گزارش گردید . نمک های قلیایی آسیب جدی تری را نسبت به نمک های خنثی اعمال می کردند که این امر با مقدار بالای PH نمک های قلیایی مرتبط بود. نمکهای دو ظرفیتی شامل یون های بیشتری نسبت به کمک نمکهای یک ظرفیتی در غلظت مشابه بودند که این امر منجر به صدمات جدی تر نسبت به نمک های یک ظرفیتی می گردید . اثرات سمیت یونی بوسیله کاتیون و انیون تعیین می شد . مطالعات بیشتری باید انجام می شود تا از اثرات هر یون در بر گرفته شده در نمک و اثرات متقابل آن اطمینان حاصل شود . ارتفاع گیاهچه و طول ریشه با افزایش شوری کاهش پیدا کرد . این موضوع را می توان با این واقعیت توضیح داد که اثر بازدارنده نمک بر روی تقسیم سلولی و افزایش طول در نقطه رشد وجود دارد نسبت جوانه زنی ریشه با افزایش سطوح نمک خنثی افزایش پیدا کرد که نشان داد که نمک های خنثی رشد جوان زنی را بیشتر از رشد ریشه متوقف می سازد . نتیجه مشابهی نیز برای نمک های قلیایی تحت  دراین تحقیق وتوسط علی اکبری و مقصودی (2008) یافت گردید . نسبت افزایش یافته جوان زنی ریشه می تواند جذب آب رابرای  نسبت فراتر سطوح تراوش افزایش دهد که برای شرایط دارای کمبود آب مفید است . با این حال نسبت جوانه زنی  ریشه از 100 تا  بذتی نمک های قلیایی کاهش یافت که نشان دهنده آن بود که ریشه بیش از گیاهچه در تنش های شوری قلیایی بالا در ذرت محدود می گردد .

نتیجه گیری

اثر معنی دار نوع شوری و غلطت بر روی جوانه زنی دانه و پارامترهای رشد اولیه ذرت مورد مشاهده قرار گرفت . با افزایش غلظت رشد جوانه و ریشه کاهش پیدا کرد . اثرات شوری های مختلف متغییر بود .نمک های سولفات دارای تأثیرات بیشتری نسبت به نمک های کلریدی ،نمک های سدیمی بیش از نمک های پتاسیم ونمک های قلیایی بیش از نمک های خنثی و همچنین نمک های دو ظرفیتی نسبت به نمک های یک ظرفیتی بودند . نمک های خنثی بر روی رشد گیاهچه بیش از رشد ریشه تحت اثر   اثر داشتند واز 100 تا  کاملأ بر عکس بودند.

توضیح شکل 1:عملکرد رشد در ریشه در محلول های مختلف نمکی . میانگین ها با حروف مشابه در هر لایه از شکل بطور معنی داری درp<0.05 متفاوت نیستند . میله های عمودی نشان دهنده خطاهای استاندارد میانگین ها هستند .

شکل 2 . نسبت جوانه زنی در ریشه ذرت با توجه به انواع مختلف شوری .

جدول 1 . انرژی جوانه زنی (%) دانه های ذرت در محلول های مختلف نمکی

جدول 2 . درصد جوانه زنی (%) دانه های ذرت در محلول های مختلف نمکی

جدول 3 .شاخص جوانه زنی (%) دانه های ذرت در محلول های مختلف نمکی

جدول 4 . شاخص توان جوانه زنی (%) دانه های ذرت در محلول های مختلف نمکی