دانلود تحقیق مطالعه اثرات تنش خشکی بر برخی خصوصیات مورفولوژیکی فیزیولوژیکی و اجزاء عملکرد گندم پاییزه

چکیده چهار رقم گندم پاییزه تحت شرایط نرمال و تنش خشکی در شهرستان ایرانشهر قرار گرفته و مطالعه شدند.

آزمایش به صورت کرتهای خرد شده در پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد، صفات مورد مطالعه در مزرعه عبارت بودند از: عملکرد دانه – عملکرد بیولوژیکی – ارتفاع بوته – وزن هزاران دانه – طول سنبله – شاخص برداشت، تجزیه آماری با استفاده از نرم افزار Mstactc انجام گرفت و برای تفکیک جزئیات همبستگی بین متغیرها از روش تجزیه علیت استفاده شد، نتایج حاصله نشان داد که در اکثر صفات زراعی و عملکرد دانه اختلاف معنی دار وجود دارد و بیشترین عملکرد در شرائط نرمال و تنش به ارقام قدس و چمران می باشد، همچنین در شرائط تنش خشکی صفات: شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیکی و ارتفاع بوته بیشترین تاثیر را بر عملکرد دانه دارند.

واژه های کلیدی: گندم – تنش خشکی – تجزیه علت – شاخص برداشت.

خشکی یکی از ویژگیهای مهم جغرافیایی در کشور ایران می باشد و راه گریزی برای تغییر این پدیده وجود ندارد از طرف دیگر منابع آب، انرژی و عرضه مواد غذایی روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می کند بنابراین لازم است بجای تاکید بر معایب خشکی به فکر مقابله با آن بود و به دنیال راه حل برای جلوگیری از صدمات آن گشت به کارگیری روشهایی مانند: افزایش کارآیی استفاده از آب با استفاده از روش های: 1-انتقال صفات مفید و کاراتر از نظر استفاده آبی به ارقام پرمحصول 2-اصلاح ارقام با کارآیی آب بیشتر 3-اصلاح گیاهان متحمل نسبت به خشکی 4-بررسی واکنش های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی در ارتباط با مقاومت گیاه نسبت به تنش خشکی در این قسمت مفید خواهد بود.

گندم در بین گیاهان زراعی جزء محصولاتی است که در شراوط مختلف آب و هوایی قابل کشت است و در عین حال از موثرترین محصولات غذایی دنیا محسوب می شود و 65 -60% کالری و پروتئین کشور ما از این محصول تامین می گردد (ساندر 1373).

(هانشیان و همکاران 1994) به این نتیجه رشیدند که ژنوتیپ هایی از گندم که برای کشت در مناطق خشم و نیمه خشک مناسب می باشند عملکردشان 39 درصد پایین تر از عملکرد آنها در محیط های مطلوب می باشد بنابراین ژنوتیپ هایی از گندم که در برنامه های اصلاحی مورد استفاده قرار می گیرند باید قادر به تحمل تنش های محیطی باشند که عملکردشان را نیز در حد قابل قبولی نگاه دارند.

جستجوی ارقامی که هم در شرائط مطلوب و هم در شرائط خشکی از عملکرد مناسب و قابل توجهی برخوردار باشند مسئله پیچیده ایی است که دلیل این امر معنی دار بودن اثرات متقابل ژنوتیپ * محیط می باشد.

(تسفای و همکاران 1998).

به همین جهت راه حلهای مختلفی توسط محققین ارائه شده است که به شرح زیر می باشند: 1-انتخاب ژنوتیپ ها بر اساس عملکرد بالقوه (بران و همکاران 1992).

2-انتخاب ژنوتیپ ها بر اساس شاخص های مختلف (MP)، (TOL)، (SSL) و غیره هم در محیط های مطلوب و هم در محیط های پرتنش.

3-انتخاب بر اساس عملکرد و صفات مرتبط با عملکرد (فرناندز 1992) (فیشر و مائورر 1978) ارقام گندم پابلند که تحت شرایط بدون آبیاری انتخاب گردیده بودند در برابر خشکی حساسیت کمتری نسبت به ارقام نیمه پاکوتاه دارا بودند و محققین نتیجه گرفتند که بالا بودن عملکرد تحت شرایط تنش می تواند درز اثر گریز یا مکانیسم های تحمل به تنش و پتانسیل عملکرد بالا باشد.

حسن پناه (1374) در مطالعه خود برروی عملکرد و اجزا آن در 22 رقم گندم در شرایط تنش و بدون تنش به این نتایجه رسید که ارقام از نظر عملکرد دانه – تعداد سنیله در متر مربع – ارتفاع بوته – طول سنبله – تعداد پنجه – وزن هزار دانه و تعداد دانه در سنبله با یکدیگر اختلاف معنی داری دارند.

کلارک و همکاران (1984) برکنر و فرهبرگ (1987) در آزمایشی به این نتیجه رسیدند که شاخص حساسیت محیطی برای یک رقم در دو آزمایش یکسان نیست، اهدایی (1372) پیشنهاد مرد که انتخاب ارقام مقاوم به خشکی فقط نباید بر اساس پایداری باشد چرا که منجر به انتخاب ارقامی با عملکرد پایین می گردد بلکه انتخاب باید علاوه، بر پایداری عملکرد دارای همبستگی با عملکرد دانه باشد.

تنش خشکی باعث کاهش و اختلال در عملکرد دانه گندم می شود و دلیل آن اختلال در فتوسنتز گیاه در طول دوره پرشدن دانه است.

(کومار و همکاران 1984).

هانشیان و همکاران (1994) پیشنهاد کردند که جهت انتخاب ژنوتیپ های مقاوم به خشکی در گندم بهتر است تعداد دانه در سنبله را درنظر گرفت که به عنوان بهترین و حساس ترین صفت محسوب می شود.

شاخص برداشت، وزن هزار دانه، تعداد پنجه، تعداد سنبلچه، وزن خشک در گندم بیشترین تاثیر را روی عملکرد در شرائط تنش خشکی و طول سنبله، وزن دانه در سنبله و وزن خشک بیشترین تاثیر را روی عملکرد در شرائط مطلوب دارند (مقدم و همکاران، 1372).

شمس الدین (1987) گزارش نمود اثرات مستقیم تعداد دانه در سنبله در بوته و وزن هزار دانه برروی عملکرد دانه و اجزاء آن، تعداد نسبله در بوته، ارتفاع بوته، تعداد دانه در نستبله در شرائط تنش خشکی همبستگی مثبت و معنی دار وجود دارد (اهدایی و همکاران 1373).

ماندان و همکاران (1997) گزارش کردند که ارتفاع بوته، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و تعداد پنجه در بوته روی عملکرد دانه دارای اثر مستقیم کمی می باشند.

فیشر (1973) با بررسی اثر تنش آب بر گندم نشان داد که تاثیر تنش آب بر تعداد بذر بسیار شدید تر از تاثیر آن بر سطح فتوسنتز کننده است و چند روز اعمال تنش آبی معادل 50/1-مگا پاسکال قبل از خروج سنبله موجب کاهشی معادل 30-25 درصد تعداد دانه در سنبلچه ها می شود.

(اینز 1981) با بررسی عکس العملهای متفاوت ارقام گندم بهاره در مرحله قبل از گلدهی تحت تاثیر تنش خشکی مشاهده کردند که تنش موجب تغییر تعداد دانه در سنبله می گردد.

طباطبایی (1369) اثر رژیم های آبیاری بر عملکرد و کیفیت گندم رقم فلات را در شرائط آب و هوایی اهواز بررسی نمود و مشاهده کرد که رژیم های (20، 40، 60 درصد آب قابل استفاده مصرفی در طی دوره رشد از نظر آماری روی عملکرد دانه اختلاف معنی داری نشان نمی دهد ولی رژیم آبیاری اول با میانگین تولید بالاتری نسبت به سایر تیمارها برتری دارد.

همبستگی بین عملکرد دانه گندم در شرائط تنش با وزن هزار دانه، ارتفاع بوته، تعداد پنجه در متر مربع، طول آخرین میانگره، تعداد دانه در سنبله، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت مثبت و معنی دار گزارش شده (داروینکل 1078).

با توجه به ضرائب علیت ژنوتیپ های گندم در مورد صفات تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، و تعداد پنجه که دارای اثر مستقیم و مثبت برروی عملکرد بودند، پیضشنهاد می گردد که انتخاب ژنوتیپهای برتر بر اساس وزن هزار دانه و تعداد پنجه انجام گیرد (ماندال و همکاران 1997).

مواد و روش: این تحقیق در مزرعه دانشگاه آزاد اسلامی واحد ایرانشهر در سال 1383 اجرا گردید، بذور ارقام انتخابی شامل: هامون – چمران – داراب – قدس بودند که در مزرعه در قالب طرح آزمایشی خرد شده با Split Plot در پایه بلوک کامل تصادفی در سه تکرار کاشته شدند بطوری که سطوح اصلی یا کرتهای اصلی را دورهای آبیاری نرمال و تنش (N,S) تشکیل داده و ارقام در کرتهای فرعی قرار گرفتند هر رقم در هر پلات در 6 خط 8 متری به فاصله 20 سانتی متر کشت گردید، میزان بذر اساس عرف منطقه بود.

1 متر از قسمت بالا و پایین کرت برای از بین بردن اثر حاشیه حذف و حدود 4/2 متر مربع با دست برداشت شدند.

برای اندازه گیری درصد رطوبت خاک از دستگاه اندازه گیری رطوبت خاک یا (Soilmoisture meter) استفاده گردیده و دور آبیاری تنظیم شد.

برای اندازه گیری وزن خشک بوته ها از هر رقم نمونه هایی از تکرارهای مختلف به طور جداگانه به صورت گیاه کامل از محل طوقه قطع و بلافاصله توزین گردید سپس نمونه ها در پاکت گذاشته و در درجه حرارت C80 به مدت 48 ساعت قرار دادن شدند و نهایتاً با توزین نمونه های خشک شده اندامهای هوایی ارقام تحت شرایط تنش حاصل گردید.

پس از نمونه گیری از گیاهان جهت تعیین صفات آزمایشگاهی نسبت به آبیاری گیاهان تحت تنش اقدام نموده و در پایان مراحل رشد 10 بوته کاملاً سالم از محل طوقه تا انتهای سنبله تعیین و میانگین آنها برای هر تیمار منظور گردید.

برای تعیین طول سنبله 20 بوته به طور تصادفی تعیین و میانگین آنها به عنوان ارتفاع بوته هر رقم منظور گردید.

عملکرد دانه محصول به شرح زیر تعیین گردیدند: از هر پلات به طور تصادفی 10 سنیله برداشت و پس از کوبیدن آنها و جداکردن از دانه ها تعداد آن ها شمارش و با محاسبه میانگین آنها تعداد دانه های یک سنبله تعیین گردید.

با توزین دانه های بدست آورده وزن 1000 دانه برای هر رقم تعیین گردید و همچنین رسیدگی فیزیولوژیک پس از اینکه برگ پرچم خشک شده و گلوگاه سنبله زرد شد و انتقال مواد غذایی صورت نگرفت در نظر گرفته شد.

با حذف 1 متر از ابتدا و انتهای هر پلات به منظور کاهش خطا نسبت به برداشت گیاهان باقیمانده اقدام نموده و عملکرد دانه در هکتار محاسبه گردید.

تجزیه های آماری و مقایسه میانگین ها از طریق نرم افزارهای SAS و MSTATC انتجام شد.

برای اندازه گیری شدت تنش (SI) از رابطه: برای اندازه گیری شدت تنش (SI) از رابطه: نتیجه گیری: در جدول شماره 2 و 1 مشاهده می گردد تفاوت معنی داری در سطح 1% بین تمام ارقام در شراوط نرمال و تنش وجود دارد، و معنی دار بودن صفات مورد مطالعه نشانگر این است که تنوع بالایی از نظر صفات مورد مطالعه وجود دارد که همگی باید در مقاومت به تنش مورد مطالعه قرار گیرند، همچنین در مقایسه میانگین ها نیز به روش دانکن برای هر دو محیط (جدول 3 و 4) بیشترین مقدار عملکرد در شرایط نرمال رقم چمران با میانگین عملکرد 3/850 گرم و داراب با 455 گرم کنترین مقدار عملکرد را نشان می دهد و در شرایط تنش نیز ارقام چمران و قدس به ترتیب با میانگین های عملکرد 8/347 گرم بیشترین و رقم داراب با عملکرد 9/19 گرم کمترین عملکرد را دارا می باشد.

همانطور که در جدول شماره 3 ملاحظه می شود رقم چمران در شراوط نرمال دارای عملکرد بالاتری می باشد و همچنین این رقم دارای بالاترین وزن هزاتر دانه، طول سنبله و شاخص برداشت است، رقم قدس طبق جدول دانکن بعد از رقم چمران از نظر شاخص برداشت، تعداد روز تا گلدهی و عملکرد نهایی در رتبه دوم قرار دارد.

در شراوط تنش خشکی ارقام چمران و قدس داریا بالاترین عملکرد بودند، همانطور که در جدول مقایسات میانگین ها ملاحظه می گردد (جدول 4) رقم چمران دارای عملکرد بالایی بوده و همچنین طول برگ و مساحت برگ پرچم باعث افزایش عملکرد گردیده است.

همچنین از آنجا که این رقم دارای طول سنبله، تعداد دانه در سنبله و مساحت برگ پرچم بالاتری می باشد به عنوان رقم با عملکرد بالا شناخته می شود، با افزایش مساحت برگ پرچم علیرغم اینکه دریتر ظاهر می شود عملکرد نیز افزایش می یابد که این مطلب را دنیز (1991) گزارش نموده اند.

شدت تنش و درصد تغییرات صفات در جدول 2 ملاحظه می گردد.

بیشترین صدمه ناشی از تنش مربوط به عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی به ترتیب (57/36، 22/28) است.

این گزارش با نتایج مانز (1982) هماهنگ است.

جدول 6 نتایج ضرائب همبستگی ساده صفات را در محیط تنش نشان می دهد که بیانگر این موضوع است که صفات ارتفاع با عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیکی در سطح 1% دارای همبستگی مثبت می باشد، همچنین رابطه عملکرد با تعداد روز تا گکلدهی منفی و معنی دار می باشد.

عبد میشانی (1367) در ارزیابی گندم برای مقاومت به خشکی به این ارتباط اشاره می نماید، رابطه منفی تاریخ گلدهی و عملکرد بیانگر اتین است که در تنش خشکی ارقامی که زودتر به گلدهی برسند در فرار از تنش خشکی موفق ترند، همچنین عملکرد دانه با عملکرد بیولوژیکی دانه دارای همبستگی مثبت و معنی دار در سطح 1% است، این موضوع را عبدمیشانی و جعفر شبستری، (1367) در ارزیابی در مقاومت به خشکی گزارش نمودند.

همچنین همبستگی شاخص برداشت با تعداد پنجه بارور در سطح 1% معنی دار است.

حسین پور (1382) نشان داد که ضرائب همبستگی عملکرد دانه با وزن هزار دانه، شاخص برداشت، عملکرد بیسولوژیک، عملکرد کاه، سرعت پر شدن وزن هکتولیتر ژنوتیپ ها مثبت و معنی دار و با تعداد روز تا ساقه دهی منفی و معنی دار است.

همچنین بر طبق جدول ملاحظه می شود که همبستگی بین عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیکی بیش از همبستگی بین عملکرد دانه با بقیه صفات است و با افزایش عملکرد دانه، عملکرد اکثر صفات افزایش می یابد ولی این افزایش ها در حد افزایش عملکرد بیولوژیک نبودند، همبستگی مثبت بین عملکرد دانه با عملکرد بیولوژیک توسط محمدی (1377) گزارش شده است.

عملکرد دانه با شاخص برداشت همبستگی مثبت و معنی دار (44/0 = r) دارد (جدول 6)، البته این نتایج توسط اهدایی و همکاران، (1373) نیز گزارش شده است.

با توجه به اینکه شاخص برداشت به شدت تحت تاثیر تغییرات محیطی، ژنوتیپی و اثرات متقابل آنها قرار دارد، وارد کردن شائخص برداشت در برنامه های اصلاحی در صورتی می تواند مفید باشد که تغییرات آنها در جهت افزایش عملکرد باشد.

همانطور که در جدول 7 ملاحظه می گردد از میان صفات موجود در مدل رگرسیون تعداد دانه در سنبله و طول سنبله بیشترین تغییرات عملکرد دانه را توجیه می کند و در کل 69% از تغییرات عملکرد دانه را نشان می دهند، همچنین طبق جدول 9 که عملکرد بیولوژیکی به عنوان متغیر وابسته و سایر صفات به عنوان متغیر مستقل در شرائط نرمال را بررسی می کند ملاحظه می شود که از بین چهار صفت موجود در مدل رگرسیونی ارتفاع و وزن هزار دانه داریا تاثیر مثبت بوده و شاخص برداشت و مساحت پرچم داریا اثرات منفی بر عملکرد بیولوژیکی می باشند و کلیه این صفات 73% تغییرات را در عملکرد بیولوژیکی توجهی می کند.

(73%=R)، در جدول شماره 10 نتایج رگرسیونی در شرائط تنش آبیاری ملاحظه می شود که عملکرد دانه به عنوان متغیر وابسته و سایر صفات به عنوان متغیر مستقل بررسی شده اند.

طبق این جدول هر سه صفت ارتفاع – شاخص برداشت و عملکرد بیولوژیکی اثرات مثبت برروی عملکرد دانه دارند و همگی این صفات %76=R تغییرات عملکرد دانه را نشان می دهند.

در جدول شماره 11 عملکرد بیولوژیکی به عنوان متغیر وابسته نسبت به سایر صفات قرار می گیرد و با توجه به ضرائب موجود تعداد پنجه بیشترین و ارتفاع کمترین تغییرات عملکرد بیولوژیک را توجیه می نماید و این صفات در مجموع %66=R تغییرات عملکرد بیولوژیکی را نشان می دهند بنابراین در شرائط تنش خشک صفات شاخص برداشت عملکرد بیولوژیکی و ارتفاع بوته بیشترین تاثیر را بر عملکرد دانه داشته و در شرائط نرمال طول سنبله و تعداد دانه در سنبله بیشترین اثر را دارند (جدول 10 و 8) همچنین در شرائط نرمال ارتفاع بوته، شاخص برداشت، وزن هزار دانه و مساحت برگ پرچم بیشترین تاثیر را بر عملکرد بیولوژیکی دارند در صورتیکه در شرائط تنش خشکی ارتفاع بوته و تعداد پنجه بارور هستند که بیشترین اثر را روی بیولوژیکی دارند.

محققین اجزاء بیولو.ژیکی را زمان لازم برای سنبله رفتن، ارتفاع بوته و تعداد پنجه گزارش نموده اند و آقایی، (1373) اجزاء عملکرد بیولوژیکی را ارتفاع بوته و تعداد پنجچه گزارش نموده است و احتمالاً دلیل اصلی این اختلافات مربوط به شرائط متفاوت اقلیمی، ژنوتیپی و اثرات متقابل آنهاست به طوری که باعث شده که اجزاء عملکرد در محیط های متفاوت به شکلهای مختلفی بروز کرده و اثرات متفاوتی را ارائه دهند و به صورتهای مستقیم یا غیر مستقیم عملکرد بیولوژیکی را تحت تاثیر قرار دهند.

تعیین ارقام مقاوم و سازگار به تنش خشکی با استفاده از شاخص های مقاومت با توجه به جدول 5 که مقادیر مقاومت به تنش خشکی را در چهار رقم گندم بر اساس شاخص های مقاومت می دهد بیان می کند که ارقام چمران و قدس با استفاده از این شاخص ها به عنوان ارقام مقاوم و با عملکرد بالا در هر دو شرائط در شهرستان ایرانشهر معرفی می شوند.

با توجه به معنی دار بودن اکثر صفات مورد مطالعه می توان به وجود تنوع ژنتیکی بین ارقام موجود پی برد و بیشترین خسارت ناش یاز تنش خشکی را در عملکرد دانه مشاهده کرد.

ارقام چمران و قدس در هر دو محیط نرمال و تنش دارای حداکثر عملکرد هستند و بالاتر بودن عملکرد را در این ارقام می توان مربوط به بالا بودن عملکرد بیولوژیکی – شاخص برداشت و وزن هزار دانه مربوط دانست.

عملکرد بیشتر ارقام را در هر دو محیط می توان به صفات شاخص برداشت، ارتفاع بوته و عملکرد بیولوژیکی نسبت داد و همچنین می توان صفات فوق را در اترزیابی های اصلاحی برای افزایش کمی عملکرد گندم مورد دقت بیشتری قرار داد.

در شرائط تنش خشکی صفات: شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیکی، ارتفاع بوته بیشترین تاثیر را بر عملکرد دانه دارند و در همین شرائط بیشترین تاثیر برروی عملکرد بیولوژیکی ناشی از صفات: ارتفاع و تعداد پنجه بارور می باشد.

جدول 1.

میانگین مربعات و ضریب تغییرات صفات در شرایط نرمال آبیاری درجات آزادی بلوک رقم، و خطای B به ترتیب 12,3,2 جدول 2.

میانگین مربعات و ضریب تغییرات صفات در شرایط نرمال آبیاری درجات آزادی بلوک رقم، و خطای B به ترتیب 12,3,2 جدول 3.

مقایسه میانگین 4 رقم گندم با آزمون دانکن در شرایط نرمال جدول 4.

مقایسه میانگین 4 رقم گندم با آزمون دانکن در شرایط تنش خشکی جدول 5.

سازگاری و مقاومت ارقام گندم توسط شاخص های مقاومت به تنش خشکی MP: میانگین عملکرد حسابی GMP: میانگین هندسی STI: شاخص تحمل به تنش جدول شماره 6.

ضرائب همبستگی ساده کلیه صفات مورد بررسی در شرایط تنش خشکی جدول 7.

درصد تغییرات میانگین صفات در محیطهای تنش خشکی نرمال جدول 8- رگرسیون گام به گام برای عملکرد دانه به عنوان متغیر وابسته و سایر صفات به عنوان متغیر مستقل در شرایط نرمال جدول 9- رگرسیون گام به گام برای عملکرد دانه به عنوان متغیر وابسته و سایر صفات به عنوان متغیر مستقل در شرایط نرمال جدول 10.رگرسیون گام به گالم برای عملکرد دانه به عنوان متغیر وابسته و سایر صفات به عنوان متغیر مستقل در تنش خشکی جدول 11.رگرسیون گام به گالم برای عملکرد دانه به عنوان متغیر وابسته و سایر صفات به عنوان متغیر مستقل در تنش خشکی Refrences آقای سربزه، م.

1373.

تجزیه پایداری و تجزیه علیت عملکرد و صفات وابسته در تعداید از ژنوتیپ های اصلاح شده جو، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، 152 صفحه.

اهدایی، ب، نورمحمدی، ق.

و والا، ع.

1373، حساسیت محیطی و تجزیه همبستگی عملکرد دانه و اجزاء و آن در ژنوتیپ های تتراپلوئید (دو روم) بومی خوزستان در شرایط مساعد و نامساعد، محیطی، مجله علمی کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، جلد هفدهم، صفحات 31-15.

ساندر، پ.

گسارش بی آبی، ترجمه محمدتقی زاده مطلق، مجله پیام یونسکو شمارع 276.

حسین پور، ط.

1382.

تجزیه علیت صفات زراعی برای عملکرد دانه و کاه تحت شرایط کم آبیاری، مجله علمی کشاورزی، جلد 26، شماره 1.

طباطبایی، ع.

1369.

تعیین روند رشد و بررسی اثر رژ یم های مخمتلف آبیاری و میزان بذر بر عملکرد گندم پاییزه مجله علوم کشاورزی ایران.

جلد 17 ش 3 و 4.

محمدی، م.

1377.

گزارش نهایی بررسی همبستگی صفات زراعی با عملکرد دانه گندم در شرایط دیم، مرکز تحقیقات کشاورزی کهکیلویه و بویراحمد، شمارش 232/77، 11 صفحه.

مقدم، م.

بصیرت، م.، رحیمزاده خوبیی، ف، وم، شکیبا.

1372.

تجزیه علیت عملکرد دانه، اجزای آن و برخی صفات مورفولوژیک در گندم پاییزه، مجله دانش کشاورزی، جلد 4، شماره های 2 و 1، صفحات 73-48، دانشگاه تبریز.

Braun , H., W.H.Pfeiffer, and W.G.

Pollmer .

1992 .

nvironments for Selecting Widely adapted spring Wheat.

CROP SCi., 32 :1420 - 1427 Daniels , M B- and Scott, H.D .

(1991) Water use efficiency of double cropped Wheat and soybean.

Agr.J,.83:564-570.

Darwink ,A .

1978 .

Pattern of filling and grain production of Winter Wide rang of plant densities .neth .

J.

Agric Sci.26:383 - 393 .

Fischer , R-A.and Maurer , R.

(1978) Drought resistance in Spring Wheat cultivars grain yield responses.

AUS .

J .

Agris.

Ris., 26:897-912 .

Femandez , G.C.j-1992 .

Effective Selection Criterid for assessing Plant Stress tolerance .

In: C.G -K-uo.

Adaptation of food Crops to temperature and water Stress , Proceeding of an Interational Symposium .

13-18 August.

Grama, K.

and murty, K.S (1997)Effect of soil moisture stress on tillering and grain yield in rice .

Indian j.

of Agri.Sci.61:!

98-200.

Hanchinal, R., Tandon, R.Y.P ., and Salmiath, P.M.1994.

variation and adaptation of wheat varieties for heat tolerance in peninsular .

PP: 175 - 183.

Innes , P.

and Blak (1981) .

The effect of drought on water use and yield of two wheat genotypes.

J -Agri.

Sci., 96:603-610.

Mondal., A.B., Sadhu , D.P., Sarkar, D.P.S.1997.

Correlation and path analysis in bread wheat environment and Ecology.

15 :3,537-539.

Munns, R.,Brady, C.J.and Bralow, E.W.R (1979)Solute accumulation in apex and leaves of wheat during water stress.

Aus .

J.Plant physiol 6: 379-389.

Tesfaye , T.,S- Tesfaye , G.Belay, E.Bechere , and , D.

Mitiku .

1998 .

Stability of performance of tetraploid wheat in the Ethiopion highland .

Euphytica, 102:301-308.

Abstract: The study of the effect of drought of drought Stress on for wheat variety in shahr.

Study the effect of drought stresson adaptation and seed yield ofour winter wheat varieties in iranshahr.

Study the effect of drought stress on adaptation and seed yield of four winter wheat varieties in iranshahr.

Four varieties of winter whesats wereun dor normal and dromal and drought stress in iranshahr .

Expriment was conducted as splitlot in Randomized compeletly bluck design with three replications, studied tratements were : seed yield - Biological yield - plandt height weight of 1000 seeds - spike Studied trements were : seed yield - Biological yield - Biological yield - Plant heiht weight of 1000 seeds – spike length - Harvest inex - statical ANALYSIS Was used by instate and SAS and for separating Correlation compounds between variables path analysis was used .

Results in dicated there is signinflcant differences in most of agronomic characters and seed yield and most yield in condition was due to chamran and good variety and aisi in drought stress harvest index yild biologic, and plant height had the highest effect on seed yield.

Key words : wheat - Drought stress — path analysis - Harvest indecces.

مطالعه اثرات تنش خشکی بر برخی خصوصیات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و سطوح فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت (سوپر اکسید دیسموتاز و کاتالاز) در ژنوتیپهای مختلف سورگوم علوفه ایی چکیده چهار ژنوتیپ سورگوم علوفه ایی در دوره آبیاری نرمال و تنش در دانشگاه آزاد اسلامی فیروزآباد فارس مورد بررسی قرار گرفت، آزمایش به صورت کرت های خرد شده، در قالب بلوکهای کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد، عامل آبیاری در کرت های اصلی و ژنوتیپها در کرتهای فرعی قرار گرفتند، کاشت در تاریخ 15 اردیبهشت 1383 روی پشته انجام شد، خطوط شامل 8 خط به طول 10 متر و به فواصل بین ردیف 50 سانتی متر درنظر گرفته شدند، صفات ارزیابی شده، در طول دوره رشد عبارت بودند از: آنزیم های آنتی اکسیدانت سوپراکسید دیسموتاز (SOD) و کاتالاز (CAT)، ماده خشک، ارتفاع گیاه، طول پانیکول، طول برگ، عرض برگ، تعداد خوشه چه در واحد سطح، تعداد برگ در گیاه، هدایت الکتریکی برگ (پایداری غشاء سیتوپلاسمی) محتوی رطوبت نسبی برگ (RWC) نتایج بدست آمده نشان داد که سطوح مختلف فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت sod و cat تحت تأثیر تنش خشکی قرار نمی گیرند و در مورد سورگوم معیار متناسبی برای انتخاب ارقام به خشکی نیستند در مورد طول پانیکول اختلاف معنی داری بین سطوح تنش و ژنوتیپهای مختلف وجود دارد همچنین تفاوت معنی داری در مورد ماده خشک – تعداد سنبله در واحد سطح – عرض برگ – تعداد برگ در گیاه – و پایداری غشاء سیتوپلاسمی در همگی ژنوتپیها به چشم می خورد.

واژه های کلیدی: سورگوم علوفه ایی – تنش خشکی – آنزیم آنتی اکسیدانت – سوپر اکسید دیسموتاز – کاتالاز – محتوی رطوبت نسبی برگ پایداری غشاء سیتوپلاسمی.

مقدمه سورگوم (sorghum biocolor L) گیاهی است از تیره غلات (Gramineae)، سطح زیر کشت این گیاه در جهان 50 میلیون هکتار است و در کشور ما 000/30 هکتار می باشد و بیشترین منطقه زیر کشت در استان های فارس و خوزستان می باشد.

(فاو 1999).

ریشه های این گیاه افشان بوده و سیستم ریشه ایی گسترده آن به گیاه اجازه می دهد که بیش از نیمی از این گیاه دارای نیاز آبی خود را در عمق 60 سانتی متری مرتفع نماید (دهقانی 1375).

با توجه به اینکه سالیانه هزینه های زیادی صرف تحقیقات برروی خشکی در گیاهان زراعی می شود ولی نتایج این تحقیقات نشان می دهد که تا کنون روش های ساده کم هزینه و سریع معرفی نشده اند، به طوری که روش های لازم جهت شناسایی ارقام مقاوم به خشکی در این روش ها وجود ندارد، در صورتیکه بتوان ارقام سوگوم مقاوم به خشکی را با روش های ساده و هزینه های اندک شناسایی نمود.

می توان گام مثبتی در جهت ارتقای خدمات کشاورزی برداشت، به طور کلی خشکی یکی از مهمترین عوامل محدود کننده تولید زراعی در مناطق کم آب می باشد، از این رو انتخاب ارقامی که در شرایط تنش دارای عملکرد بالایی باشند بسیار حائز اهمیت است، از آنجایی که میزان پراکسید هیدروژن می تواند منجر به صدمات اکسید ایتو و نابودی ساخت و ساز سلولی شود، کاتالاز – گلوتاتیون – پراکسیداز – سوپر دیسموتاز قادر به سم زدایی و از بین بردن پراکسید هیدروژن خواهند بود صورتیکه بتوان سطح فعالیت این آنزیم را در گیاه سورگوم اندازه گیری نمود می توان از این معیار بسیار مهم در جهت شناسایی ارقام مقاوم به خشکی بهره گرفت.

تحقیقات نشان داده که در گیاهان زراعی تحت تاثیر تنش های مختلف سطح رادیکالهای آزاد پراکسید افزایش می یابند، به همین منظور در این مطالعه تاثیر تنش خشکی برروی خصوصیات آگرونومیکی، فیزیولوژیکی، و بیوشیمیایی سورگوم علوفه ایی بررسی شدند.

اهداف تحقیق: 1-تعیین مقادیر فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت به عنوان آنزیم های ضد تنش 2-امکان انتخاب به منظور بررسی ارتقاء سطح فعالیت این آنزیم ها در جهت افزایش توان گیاه در جلوگیری از اثرات تخریبی در گیاهان سورگوم تنش دیده.

3-امکان شناسایی ارقام با پتانسیل بالای علوفه و سطوح بالای آنزیم های ضد تنش واکنش گیاهان در برابر تنش خشکی یک پدیده پیچیده است که باعث بروز درگیری پلی آمین های سنتز می شود و تحقیقات اخیر نشان می دهند که SOD تنظیم کننده پروتئین هایی هستند که عملکرد آنها نامعلوم است (کاپلان و همکاران 1990) همچنین خشکی باعث بسته شده شکاف های تنفسی می شود و در نتیجه باعث کاهش دسترسی Co2 برای فتوسنتز می گردد که می تواند باعث انحراف الکترون در سیستم نوری گردید.

بنابراین مکانیسم هایی که باعث کاه شتنش اکسیداتیو می شوند ممکن است در نقش ثانویه در مقاومت به خشکی ظاهر شوند (پائولو و همکاران 1992).

(مالان 1990) در مطالعات خود به این نتیجه رسید که مقاومت نسبت به خشکی وابسته به افزایش Zn-CU و فعالیت گلوتاتیون ردوکتاز می باشد.

تلتالیون (1984) گزارش نمود که SODها مهمترین ترکیبات دفاعی مکانیکی سلولها در برابر صدمات ناشی از O2 و پراکسید هیدروژن می باشند.

تنش های محیطی به طور مختلف بر گیاهان تاثیر می گذارند، که متداولترین آنها تغییر توازن حالت گیاه می باشد، دستیابی به آب به واسطه نقش بیولوژیکی آن به عنوان یک حلال و نیز نقش آن در انتقال مواد، حائز اهمیت است.

(اصغری 1381).

آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در گیاهان نقش حفاظتی را به عهده دارد، SOD یک آنزیم ضد اکسیداتیو، می باشد، که جهش آنیونهای سوپراکسید بسیار فعال و تبدیل آن به O2 و انواع کم فعالیت H2O2 را کاتالیز می کند.

آزمایشات مختلف نشان می دهند که تاثیر منفی انواع تنشهای محیطی حداقل تا حدودی به خاطر تولید انواع اکسیژنهای فعال و یا عدم وجود سیستمی که در برابر آنها مقاومت کند.

رادیکال سوپراکسید در سطح غشایی بیشتر ارگانهای سلولها، پروتئین ها لیپیدها و DNA تجمع می گردد که در نتیجه مرگ سلولی را به همراه خواهد داشت، گیاهان یک آنزیم آنتی اکسیدانتی برای از بین بردن فعالیت زیاد این اکسیژنهای فعال دارند (جوز و میت و همکاران 1990).

فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در گیاهان با به کار بردن علفکشهایی نظیر پاراکوت، افزایش غلظت SOD در آتمسفر، تنشس خشکی و یا قرار دادن در غلظت بالایی از روی و منیزیم افزایش می یابد (اوکدا 1997).

همچنین یافته ها بیان می کند که کاهش در سمیت O2 یک سیستم دفاعی بسیار مهم در برابر استرس اکسیدی است.

بنابراین نقش تکنیک سنجش سوپراکسید دیسموتاز در فهم فیزیولوژی گیاهان بسیار مهم است تراکم H2O2 در گیاهان زراعی بسیار زیان آور است چرا که می تواند منجر به صدمات اکسیداتیو و نابودی کار سوخت و ساز شود.

(اوکدا و همکاران 1990).

در گیاهان زراعی پراکسید هیدروژن توسط آنزیم های کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز سم زدایی می شود، کاتالاز از سلولها در برابر پراکسید هیدروژن تولید شده محافظت می کند.

و برای برخی از انواع سلولها تحت شرائط طبیعی الزامی بوده و نقش مهمی در کسب مقاومت در برابر تنش اکسایش تطبیقی سلولها بازی می کند، یافته های شیمیایی نشان می دهند که کاتالاز در سلولهای گیاهی تنها در پراکسی زوم مستقر می باشد، و به احتمال زیاد کاتالاز در این دو اندامک تخریب H2O2 تولید شده از فعالیت اکسیدازهای فلاوین را کاتالیز می کند.

کاتالاز آنزیمی است که از یونهای فلزی به عنوان کوفاکتور استفاده می کند.

(پراساو 1994).

پراکسیداز و کاتالاز در چندین سیکل فیزیولوژیکی شامل پاسخ به تنشهای زنده و غیر زنده یافت می شوند، در نتیجه تحت تاثیر تنش های محیطی محصولات واسطه ایی از قبیل OH، O2 و H2O2 افزایش می یابند (راو و همکاران 1996).

ژنوتیپهایی با میزان LAI بالا و قابلیت نگهداری LAI در طول فرایند پرشدن دانه ژنوتیپ هایی هستند با خصوصیاتی که مسلماً برای تحمل به خشکی دارای اهمیت می باشند به طوریکه شاخص سطح برگ حساس ترین خصوصیت رشد رویشی به کمبود آب می باشد (فرناندز 1997).

واکنش های انواع نیمه فعال رادیکالهای آزاد اکسیژن در فرآیند تخریبی یا آسیب دیدگی مانند پیری نقش دارند (هارمن 1995) گلو تاتیون پراکسید از کاهش پراکسید هیدروژن را با استفاده از کلوتاتیون احیاء شده کاتالیز می کند و از سلولها در برابر آسیب های ناشی از اکسایش حفاظت می کند.

در واقع مکانیسم گلوتاتیون یک مکانیسم دفاعی محسوب می شود.

(استربامر 1996).

افزایش فعالیت گلوتاتیون در پنبه و گندم که در معرض تنش خشکی قرار گرفته اند نشان می دهد که همزمان با تولید H2O2 این افزاشی می تواند منجر به جذب الکترونهای فردوکسین توسط NADP گردد و در نتیجه میزان تولید سوپراکسید کاهش می یابد (سمیرناف 1990).

یک همبستگی کاملاً معنی دار بین میزان آب نسبی برگ، پتانسیل آب برگ، و مقاومت در برابر انتشار آب برگ در مقاومت به خشکی وجود دارد (واتسون 2003).

به طوری که جونز و ترنر و مورگان (1984) گزارش نمودند که روند رشد، عملکرد و ارتفاع گیاه تحت شرائط تنش خشکی کاهش چشمگیری نشان می دهند.