اثر کلرمکواتکلراید و سولفاتروی بر انتقال مجدد مواد و عملکرد دانه گندم تحت تلقیح با نیتروکسین در شرایط زراعت دیم
مصطفی احمدی*1، محمدجواد زارع2 و یحیی امام3
1) دانشجوی دکتری گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.
2) دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.
3) استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.
* نویسنده مسئول: ma_ahmadi@yahoo.com
این مقاله برگرفته از رساله دکتری می باشد.
تاریخ دریافت: 05/10/94 تاریخ پذیرش: 31/01/95
چکیده
بهمنظور بررسی کارآیی انتقال مجدد و عملکرد دانه گندم، این پژوهش بهصورت دو آزمایش فاکتوریل در قالب طرح آماری بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در دو منطقه ایلام و بوشهر در سال زراعی 93-1392 اجرا گردید. فاکتورهای آزمایشی شامل کاربرد دو سطح غلظت کلرمکواتکلراید (صفر و 5/2 گرم در لیتر)، سولفاتروی در سه میزان (صفر، 25 و 50 کیلوگرم در هکتار) و نیتروکسین در دو سطح (تلقیح و عدم تلقیح با بذر) بودند. نتایج نشان داد که کاربرد کلرمکواتکلراید بر نسبت وزن خشک سنبله به ساقه و میزان انتقال مجدد ماده خشک ساقه اثر معنیداری در سطح احتمال آماری یک درصد گذاشت. با مصرف 5/2 گرم در لیتر کلرمکواتکلراید، وزن سنبله به ساقه در مقایسه با شاهد بهمقدار 4/20 درصد افزایش و میزان انتقال مجدد ماده خشک ساقه به مقدار 4/2 درصد کاهش یافت. بهعلاوه، کاربرد کلرمکواتکلراید اثرمعنی‌داری بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه و کارآیی مصرف آب در سطح احتمال آماری یک درصد داشت. محلولپاشی کلرمکواتکلراید سبب افزایش تعداد سنبله در متر مربع، تعداد دانه در سنبله، عملکرد دانه و کارآیی مصرف آب بهترتیب بهمیزان 6/14، 1/19 ، 5/28 و 3/29 درصد شد. بیشترین میزان انتقال مجدد (8/64 گرم در مترمربع)، کارآیی انتقال مجدد (1/32 درصد) و سهم انتقال مجدد (8/50 درصد) مربوط به تیمار برهمکنش بدون کاربرد کلرمکواتکلراید، مصرف 50 کیلوگرم سولفاتروی درهکتار و بهکارگیری نیتروکسین بود. بالاترین عملکرد دانه (1710کیلوگرم درهکتار) از برهمکنش تیمارهای محلولپاشی کلرمکواتکلراید در غلظت 5/2 گرم در لیتر، کاربرد 50 کیلوگرم در هکتار سولفاتروی و تلقیح بذر با نیتروکسین حاصل شد. بهطور کلی میتوان نتیجه گرفت که تحت شرایط دیم، کاربرد کلرمکواتکلراید، سولفاتروی و نیتروکسین در بهبود و افزایش عملکرد دانه گندم می تواند مؤثر واقع شود.
واژه‌های کلیدی: کارآیی مصرف آب، ذخایر ساقه و اجزای عملکرد.
مقدمه
کلرمکواتکلراید یا سایکوسل یکی از تنظیم کنندههای رشد میباشد که اثرهای گوناگونی بر ویژگیهای رشد گندم داشته و کاربرد آن با جلوگیری و یا کاهش اثر و پیامدهای منفی ناشی از تنش خشکی همراه میباشد (پیرسته انوشه و امام، 1391). کاربرد سایکوسل در غلات سبب افزایش رشد ریشه، کاهش ارتفاع ساقه، افزایش تولید پنجههای بارور، تحریک رشد گیاه و شاخصهای وابسته میشود (Pakar et al.,2015; Pirasteh-Anosheh et al., 2016). Shekoofa وEmam (2008) دریافتند که کاربرد کلرمکواتکلراید سبب تغییر در تسهیم مواد پرورده به سنبلهها شده و افزایش عملکرد دانه گندم را در پی داشته است. یکی از پیامدهای تنش خشکی برهم زدن تعادل تغذیه ای در گیاه است (Olama et al.,2014). با کاربرد عناصر غذایی کم مصرف از طریق مصرف آمیخته با خاک یا محلولپاشی میتوان وضعیت رشد گیاه را در شرایط تنش بهبود بخشید (Karimian, 1995). روی از جمله عناصر ضروری برای رشد گیاه میباشد که در بیشتر خاک‌های مناطق خشک کمبود آن گزارش شده است (Kheirizadeh Arough et al.,2016).گندم از غلاتی است که در آن اختلاف در پاسخ ارقام نسبت به کمبود روی زیاد است (Cakmak et al., 2010). این اختلاف ممکن است مربوط به تفاوت در رشد ریشه، افزایش رشد ریشه در مقایسه با رشد ساقه و جذب بیشتر روی در ارقام روی کارآ1، آزادسازی فیتوسیدروفورهای متحرککننده روی از ریشهها به محیط ریزوسفر و افزایش قابلیت انتقال روی از ریشهها به اندام هوایی و مریستم ساقه در شرایط کمبود روی باشد (Dong et al.,1995; Cakmak et al.,2010; Singh, 2014). امروزه کاربرد کودهای زیستی و باکتریهای خاکزی در تغذیه خاک و گیاهان زراعی در نظامهای کشاورزی پایدار در سراسر جهان افزایش یافته است (Cakmakci et al., 2014). این باکتریها که فعالانه ریشههای گیاه را اشغال کرده و سبب افزایش رشد و عملکرد گیاهان میشوند، شامل آزوسپیریلوم، ازتوباکتر، باسیلوس و سودموناسها هستند (Wu et al., 2005; Buranova et al., 2015). باکتریهای افزاینده رشد گیاه از طریق تأمین عناصر غذایی، مهار زیستی، تولید مواد شبه هورمونی و کاهش سطح اتیلن، گیاه را در شرایط تنشهای محیطی یاری میکنند (Cakmakci et al., 2014).
بررسی انتقال مجدد ذخایر ساقه در شرایط تنش خشکی روزهای پایانی فصل اهمیت زیادی در تعیین عملکرد دانه گندم دارد. در طی سالهای گذشته با معرفی ارقام جدید و کاهش ارتفاع ساقه عملکرد دانه گندم افزایش معنیداری یافته است، اما مشخص نشده است که آیا با کاهش ارتفاع میزان ذخیره مواد پرورده یا کارآیی انتقال مجدد به دانه چه تغییری یافته است (Shearman et al., 2005). از سوی دیگر در کشور ما به دلیل مواجه شدن دوره پر شدن دانه با شرایط نامساعد پایان فصل به ویژه تنش خشکی، کربوهیدراتهای ذخیرهای ساقه اهمیت زیادی دارند. هدف از این مطالعه بررسی تعیین صفات مؤثر در افزایش عملکرد دانه گندم تحت کاربرد کلرمکوات کلراید، سولفاتروی و نیتروکسین بود.
مواد و روش ها
بهمنظور بررسی اثر ساده و برهمکنش کلرمکواتکلراید، سولفاتروی و نیتروکسین بر روند انتقال مجدد ماده خشک و عملکرد دانه گندم رقم تیپ بهاره و زودرس کوهدشت، این آزمایش در دو شرایط اقلیمی متفاوت بهصورت فاکتوریل در قالب طرح آماری بلوکهای کامل تصادفی و با سه تکرار و شامل فاکتورهای کلرمکواتکلراید (دو سطح صفر و 5/2 گرم در لیتر)، سولفاتروی (Zn) (سه سطح صفر، 25 و 50 کیلوگرم در هکتار) و نیتروکسین (دو سطح تلقیح و عدم تلقیح با بذر) در سال زراعی 93- 1392 در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه ایلام (با طول جغرافیایی 46 درجه و 28 دقیقه و عرض جغرافیایی 33 درجه و37 دقیقه و ارتفاع از سطح دریا 1174متر) و ایستگاه تحقیقات کشاورزی کاکی بوشهر (با طول جغرافیایی 51 درجه و 31 دقیقه و عرض جغرافیایی 28 درجه و20 دقیقه و ارتفاع از سطح دریا 60 متر) انجام شد (جدولهای 1 و 2).
جدول 1: برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک مناطق محل آزمایش در عمق صفر تا 30 سانتیمتری
|
محل آزمایش
|
بافت خاک
|
هدایت الکتریکی (دسی‌زیمنس‌بر متر)
|
اسیدیته
|
ماده آلی (درصد)
|
نیتروژن (درصد)
|
فسفر
|
پتاسیم
|
روی
|
آهن
|
|
|
|
|
|
|
|
میلیگرم در کیلوگرم
|
|
بوشهر
|
لوم شنی
|
32/1
|
8/7
|
55/0
|
07/0
|
8
|
161
|
65/0
|
6/2
|
|
ایلام
|
لوم‌رسی
|
62/0
|
3/7
|
04/1
|
09/
|
8/7
|
220
|
92/0
|
2/4
|
جدول 2: پارامترهای بارندگی و دما در سال زراعی 93-1392
|
پارامتر
|
مهر
|
آبان
|
آذر
|
دی
|
بهمن
|
اسفند
|
فروردین
|
اردیبهشت
|
خرداد
|
جمع
|
|
بارندگی (میلی‌متر)- بوشهر
|
0
|
3/132
|
3/4
|
171
|
8/12
|
9/10
|
9/3
|
0
|
0
|
2/335
|
|
بارندگی (میلی‌متر)- ایلام
|
0
|
7/163
|
3/103
|
9/89
|
3/151
|
1/93
|
4/32
|
1/27
|
4/0
|
2/661
|
|
میانگین دمای ماهانه (سلسیوس) – بوشهر
|
8/27
|
6/23
|
8/18
|
7/14
|
2/16
|
7/20
|
8/23
|
3/29
|
2/32
|
-
|
|
میانگین دمای ماهانه (سلسیوس) - ایلام
|
19
|
9/12
|
7/7
|
9/4
|
6/5
|
4/10
|
1/13
|
6/18
|
6/23
|
-
|
بذرها در عمق 3 تا 4 سانتیمتری و در کرتهایی به ابعاد 4×3 و با فواصل بین بوتهها سه سانتیمتر و فاصله بین ردیفها 20 سانتیمتر و تراکم تقریبی 170 بوته در متر مربع منطبق با تاریخ کاشت معمول زراعت دیم در مناطق محل آزمایش، در ایلام 25 آبان1392 و در بوشهر 18 آبان 1392 بهصورت دستی کشت شدند. عنصر روی از منبع سولفاتروی بهصورت پیش کاشت و آمیخته با خاک و کود زیستی نیتروکسین به میزان 5/1 لیتر در هکتار بهصورت بذرمال (تلقیح بذر بهصورت آغشتگی کامل) مورد استفاده قرارگرفت و بذرها پس از خشک شدن در سایه، کشت شدند. محلول کلرمکواتکلراید با آب مقطر تهیه و تیمار کلرمکواتکلراید به میزان 5/2 گرم در لیتر در مرحله‌ی پنجهزنی (ZGS=22) (Zadoks et al., 1974) با استفاده از یک دستگاه محلول‌پاش دقیق دستی با فشار ثابت سه بار اعمال شد. در تیمار شاهد نیز همزمان با آب مقطر محلولپاشی انجام شد. به منظور افزایش کارآیی جذب و پیشگیری از تبخیر ماده تنظیم‌کننده رشد، عمل محلولپاشی در ساعات اولیه صبح که تبخیر حداقل باشد و در هوای آرام انجام شد. محلولپاشی به اندازه‌ای صورت گرفت که کل بوتهها از محلول مورد نظر خیس شده باشند. بر این اساس حجم محلولپاشی حدود 400 لیتر در هکتار بود. برداشت در بوشهر 18 اردیبهشت 1393 و در ایلام 16خرداد 1393انجام شد. صفات مورد اندازهگیری گندم در هر دو منطقه آزمایشی شامل تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، عملکرد دانه، شاخص برداشت و نسبت وزن خشک سنبله به ساقه بودند. برای تعیین تعداد سنبله در مترمربع و تعداد دانه در سنبله10 بوته بهصورت تصادفی انتخاب شد و برای عملکرد دانه، شاخص برداشت و نسبت وزن خشک سنبله به ساقه از وسط هر کرت به مساحت یک متر مربع انتخاب و گیاهان از نزدیکی سطح خاک برداشت گردید. سپس نمونه‌ها را در دمای 70 درجه سلسیوس به مدت 48 ساعت قرار داده و با وزن کردن کل نمونه، عملکرد بیولوژیک تعیین شد. با جداسازی ساقه‌ها و سنبلهها و توزین جداگانه هریک، نسبت وزن خشک سنبله به ساقه بهدست آمد و دانه‌ها را از کاه و کلش جدا کرده و عملکرد دانه از مساحت برداشت شده محاسبه گردید. ارزیابی صفات انتقال مجدد مواد ذخیرهای از ساقه به دانه در مراحل نموی50 درصد گردهافشانی و رسیدگی فیزیولوژیک دانه پس از نمونهگیری و خشک کردن آنها در آون در دمای 70 درجه سلسیوس بهمدت 48 ساعت، با استفاده از روابط زیر برآورد گردید (Ehdaei et al., 2006; Papakosta and Gagianas, 1991; Niu et al.,1998):
رابطه 1: وزن خشک ساقه در زمان رسیدگی - وزن خشک ساقه در گلدهی = میزان انتقال مجدد ماده خشک (گرم درمتر مربع)
رابطه 2: 100× میزان ماده خشک ساقه در گلدهی/ میزان انتقال مجدد ماده خشک=کارآیی انتقال مجدد ماده خشک ساقه
رابطه 3: 100× عملکرد دانه/ میزان انتقال مجدد ماده خشک = سهم انتقال مجدد ماده خشک ساقه به دانه
مقدار رطوبت استفاده شده در طول دوره رشد گیاه برحسب میلی‌متر توسط رابطه زیر محاسبه شد (Miranzadeh et al., 2010).
رابطه 4: رواناب + آب زهکش شده +رطوبت موجود در خاک در زمان کشت و برداشت + مقدار کل بارندگی = مقدار تبخیر و تعرق.
در این پژوهش مقدار رطوبت موجود در خاک در زمان کشت و برداشت و رواناب بسیار ناچیز و برابر صفر در نظر گرفته شد. برای تعیین کارآیی مصرف آب از رابطه تقسیم عملکرد دانه بر حسب گرم بر مترمربع بر مقدار تبخیر و تعرق بر حسب میلی‌متر استفاده شد. نتایج آزمایش به وسیله نرم افزار (SAS (ver. 6.1 تجزیه، رسم نمودارها با برنامه Excel 2007 و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از روش LSD در سطح احتمال آماری یک درصد انجام شد.
نتایج و بحث
تعداد سنبله در متر مربع
نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثر مکان و برهمکنش کلرمکواتکلراید در سولفاتروی در نیتروکسین بر تعداد سنبله در مترمربع در سطح احتمال آماری یک درصد معنیدار بود (جدول 3). مقایسه میانگین اثر برهمکنش سهگانه کلرمکواتکلراید در سولفاتروی در نیتروکسین بر تعداد سنبله در مترمربع نشان داد که بالاترین تعداد سنبله در مترمربع مربوط به تیمار محلولپاشی کلرمکواتکلراید در غلظت 5/2 گرم در لیتر، کاربرد50 کیلوگرم درهکتار سولفاتروی و پیشتیمار بذر با نیتروکسین بود (شکل 1). چنین استنباط میشود که علت افزایش تعداد سنبله در واحد سطح در اثر مصرف کلرمکواتکلراید میتواند نتیجه القای پنجهزنی و ایجاد سنبلههای بارور بیشتر در بوته باشد (جدول 4). مصرف خاکی سولفاتروی و فراهم شدن شرایط تغذیهای مناسبتر برای گیاه در طول دوره پنجهزنی میتواند با افزایش تعداد پنجههای بارور باعث افزایش تعداد سنبله در بوته شود (جدول 4) که با نتایج Cakmak و همکاران (2010) مطابقت داشت. عقیده بر این است که گیاهان در مراحل اولیه رشدعنصر روی مورد نیاز را جذب مینمایند. یافتههای Rengel و Graham (1995) حاکی است که بیش از 75 درصد کل عنصر روی مورد نیاز گیاه در مراحل اولیه و حدود 20 تا 30 درصد بقیه در مراحل بعدی رشد جذب میگردد. در این آزمایش سولفاتروی بهصورت خاکی و همزمان با کاشت بذر مصرف شد و بنابراین میتوان نتیجه گرفت که کفایت این عنصر در خاک با رشد رویشی بیشتر گیاه و افزایش میزان تولید ماده خشک گیاه، زمینه افزایش تعداد سنبله را فراهم کرده است.در برخی پژوهشها مشخص شده که ایندول استیک اسید در کنار سایتوکینین که توسط ازتوباکتر (باکتری موجود درمایه تلقیح نیتروکسین) تولید میشود با افزایش وزن برگ سبب افزایش مواد پرورده شده که به نوبهی خود باعث افزایش سهم اندامهای زایشی از جمله تعداد سنبله میگردد (Singh, 2014).
شکل 1: برهمکنش کلرمکوات کلراید و سولفاتروی (Zn) تحت تلقیح بذر با نیتروکسین بر تعداد سنبله در متر مربع. حروف مشابه در هر ستون بیانگر عدم تفاوت معنیدار در سطح احتمال آماری یک درصد بر اساس آزمون LSD است.
تعداد دانه در سنبله
نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثر مکان و اثر برهمکنش کلرمکواتکلراید در سولفاتروی در نیتروکسین بر تعداد دانه در سنبله در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود (جدول 3). بالاترین میانگین تعداد دانه در سنبله از تیمار محلولپاشی کلرمکواتکلراید در غلظت 5/2 گرم در لیتر، کاربرد50 کیلوگرم درهکتار سولفاتروی و پیشتیمار بذر با کود زیستی نیتروکسین حاصل شد (شکل 2). اثر مثبت تنظیم‌کننده رشد بر تعداد دانه در شرایط انجام این آزمایش میتواند نتیجه افزایش تعداد پنجههای بارور در بوته و تعداد سنبلکهای بارور در هر سنبله باشد (جدول 4). تعداد دانه در واحد سطح به وسیله تعداد پنجه بارور و تعداد دانه در سنبله تعیین میشود (امام، 1386).
عنصر روی نیز میتواند با بهبود باروری گلچهها و افزایش ظرفیت مخزن باعث افزایش تعداد دانه در سنبله شود. نتایج ارائه شده در جدول 4 مبنی بر افزایش تعداد دانه نیز این موضوع را تأیید میکند. مصرف 25 و50 کیلوگرم در هکتار سولفاتروی در مقایسه با عدم کاربرد آن از نظر تعداد دانه درسنبله بهترتیب 4/10درصد و 1/19درصد برتری داشتند (جدول 4). اثر عنصر روی بر افزایش تعداد دانه درسنبله و عملکرد دانه به احتمال زیاد به اثر این عنصر بر فتوسنتز و سنتز تریپتوفان بهعنوان یک پیش نیاز برای تشکیل ایندول استیک اسید مرتبط است (Cakmak et al., 2010). نقش مثبت مایه تلقیح نیتروکسین در افزایش تعداد دانه در سنبله را میتوان به اثر تیمار بذر با باکتریهای تشکیل دهنده آن و ترشح هورمونهای رشد نسبت داد (Buranova et al.,2015).
شکل 2: اثر برهمکنش کلرمکوات کلراید و سولفاتروی (Zn) تحت تلقیح بذر با نیتروکسین بر تعداد دانه در سنبله. حروف مشابه در هر ستون بیانگر عدم تفاوت معنیدار در سطح احتمال آماری یک درصد بر اساس آزمون LSD است.
عملکرد دانه
نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثر مکان و اثر برهمکنش کلرمکواتکلراید در سولفاتروی در نیتروکسین بر عملکرد دانه در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود (جدول 3). بالاترین عملکرد دانه از (1710کیلوگرم درهکتار) از محلولپاشی کلرمکواتکلراید با غلظت 5/2 گرم در لیتر و کاربرد سطح سوم سولفاتروی و پیشتیمار بذر با مایه‌ی تلقیح نیتروکسین در شرایط ایلام بهدست آمد (شکل 3). عملکرد دانه ناشی از تغییرات بهوجود آمده در تعداد سنبله در مترمربع و تعداد دانه میباشد. اثر مثبت کلرمکواتکلراید بر افزایش عملکرد دانه را میتوان به افزایش سطح فتوسنتزکننده و در نتیجه تولید مواد پرورده بیشتر و تغییر در تسهیم مواد پرورده به سود دانه‌ها نسبت داد (Pirasteh-Anosheh et al.,2016). بهنظر میرسد عنصر روی از طریق اثری‌که بر تولید آغازههای بخشهای زایشی دارد و نیز اثری که این عنصر بر واکنشهای متابولیسمی درون گیاه و افزایش میزان فتوسنتز داشته است، موجب افزایش عملکرد و اجزای عملکرد دانه گردیده است (Singh, 2014). در این آزمایش کاربرد سطوح دوم و سوم عنصر روی از منبع سولفاتروی عملکرد دانه را نسبت به شاهد بهترتیب 1/18 درصد و 3/24 درصد افزایش داد (جدول 4). نیتروکسین حاوی باکتریهای تثبیت‌کننده نیتروژن و نیز القاءکننده رشد ازتوباکتر و آزوسپیریلوم است. این ریزجانداران همیار گیاهی یا از طریق تثبیت نیتروژن و یا از طریق تولید هورمونهای رشد زمینه رشد بیشتر گیاه را فراهم میکنند (Buranova et al.,2015). بنابراین میتوان دریافت که اثر مفید باکتریها شاید بهدلیل مشارکت آنها در افزایش رشد گیاه بهواسطه‌ی تثبیت نیتروژن و تولید هورمونهای گیاهی باشد که مجموعه این عوامل میتواند جذب بیشتر مواد غذایی بهوسیله‌ی گیاه را تحریک و باعث افزایش عملکرد دانه شود (Tarang et al., 2013).
شکل 3: اثر برهمکنش کلرمکوات کلراید و سولفاتروی (Zn) تحت تلقیح بذر با نیتروکسین بر عملکرد دانه.
حروف مشابه در هر ستون بیانگر عدم تفاوت معنیدار در سطح احتمال آماری یک درصد بر اساس آزمون LSD است.
