چکیده:
کلزا (Brassica napus) گیاهی است دانه روغنی از خانواده چلیپائیان (Cruciferae) با نام تجاری .Canola مقدار کم اسیدهای چرب اشباع در بذر این گیاه باعث شده که بعنوان یک منبع مهم روغن خوراکی در میان دانه های روغنی مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق ارقام okapi (بردبار به شوری ) و symbol (حساس به شوری) این گیاه در شرایط آزمایشگاهی و گلخانه ای، تحت 5 تیمار مختلف شوری شامل 0، 3، 6، 9، 12 دسی زیمنس بر متر (ds/m) مطالعه گردیدند. در شرایط آزمایشگاهی، درصد و سرعت جوانه زنی بذرها و رشد دانه رستها اندازه گیری شد. در شرایط گلخانه ای نیز عوامل (فاکتورهای) رشد در مرحله رویشی، زایشی و محصول دهی اندازه گیری شدند. نتایج آزمایشها نشان داد که در شرایط آزمایشگاهی، درجه شوری 3 دسی زیمنس بر متر آثار مفیدی بر رشد کلزا در هر دو رقم دارد، در حالیکه در تیمارهای سنگین تر بویژه 12 دسی زیمنس بر متر، سرعت و درصد جوانه زنی، رشد دانه رستها و فاصله تارهای کشنده تا نوک ریشه کاهش می یابد. با اعمال تیمارهای شوری در محدوده 12 تا 20 (ds/m)، غلظت حد آستانه جوانه زنی در شرایط آزمایشگاهی برای رقم okapi، 14 و برای رقم symbol، 13 ds/m تعیین گردید. در این ارقام تاثیر تنش شوری بر مرحله جوانه زنی نسبت به مراحل بعدی نمو کمتر می‌باشد. در شرایط گلخانه ای، شوری خاک تا میزان 3 دسی زیمنس بر متر، بر رشد رویشی و محصول دهی هر دو رقم تاثیری نداشت ولی با افزایش میزان شوری، بیشتر از این حد آستانه، افزایش وزن زی توده تر به خشک، ضخامت برگها، طولانی شدن پلاستو کرون، ضخیم شدن اگزین دانه های گرده و افزایش وزن هزار غلاف مشاهده گردید. در حالیکه تعداد برگها، شاخه ها، طرحهای اولیه گل، گلها, تعداد و طول غلافها, تعداد دانه در هر غلاف و وزن هزار دانه کاهش یافت. بیشترین اثر باز دارندگی در تیمار dsm-112 و در رقم symbol بیشتر از okapi بود. شاخص های طول غلاف، پلاستو کرون و تعداد گلها بیشتر از سایر ویژگی ها تحت تاثیر تنش شوری قرار گرفتند.
واژه های کلیدی: تنش شوری، کلزا، جوانه زنی، عملکرد
مقدمه
در طول تاریخ، تنش های محیطی حاصل از غلظتهای بالای نمک در خاک، یکی از جدی ترین عوامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی به ویژه در گیاهان حساس به شوری بوده است. در حال حاضر شوری خاک بر تولیدات کشاورزی در بخش بزرگی از نواحی کم باران دنیا اثر می‌گذارد. ( zhang 200l). روش متداول برای تولید محصول در نواحی کم باران، استفاده از ارقام مقاوم به شوری، اصلاح آب و خاک برای رفع نیاز محصول زراعی و یا انتخاب ارقام اصلاح شده ژنتیکی است. ( Puppala. 1999).
جوانه زنی یکی از حساس ترین مراحل زندگی یک گیاه زراعی در برابر شوری است. عدم جوانه زنی در خاکهای شور اغلب نتیجه غلظتهای بالای نمک در منطقه ای است که بذر در آن کاشته شده است، زیرا محلول نمک حرکت رو به بالا داشته و به دنبال آن تبخیر در سطح خاک انجام می‌شود. (Bernstion 1974). این نمکها در جوانه زنی و رشد گیاهان زراعی اختلال ایجاد می‌کنند (Fowler 1991 ). نتیجه تحقیقات مختلف نشان داده است که رشد دانه رستها و گیاهان، سطح برگها و زی توده ریشه و ساقه در پاسخ به شوری خاک کاهش می‌یابد Redmann 1994)). خاک و آب شور اثرات زیانباری بر میزان محصول کلزا دارند.
Puppala 1999))
کلزا (Brassica napus L. ) از خانواده براسیکاسه بوده و در 53 کشور از 6 قاره دنیا و در مساحتی حدود 2/42 میلیون هکتار کشت می‌شود و میانگین محصول آن 1451 کیلوگرم در هکتار می‌باشد. قاره آسیا به تنهایی 1/59 درصد سطح زیر کشت کلزا اما فقط 6/48 درصد تولید دنیا را دارد. (yadava 2004 ). تحمل به شوری گونه های خانواده کلمیان (از جمله کلزا) بین خانواده غلات با بیشترین تحمل و خانواده باقلاییان با کمترین تحمل قرار می‌گیرد (Arshad 2001). کلزا یک گیاه تغییر یافته ژنتیکی با مقدار پایین اوروسیک اسید (<20g/kg) است که بطور وسیعی در تولید پلیمرها و روغن استفاده می‌شود. مقدار کم اسیدهای چرب اشباع (<70g/kg) باعث افزایش مصرف کلزا در میان دانه های روغنی مهم شده است. Puppala 1999)) روغن کلزا هم اکنون سومین منبع روغن خوراکی بعد از سویا و نخل روغنی می‌باشد. 1996) starner). هم چنین از این گیاه ماده قابل تجزیه ای بدست می‌آید که می‌تواند بعنوان یکی از اجزای پلاستیک بکار رود. برای این منظور سه ژن تولید کننده پلاستیک از یک باکتری خاکزی به کلزا منتقل می‌شود. کلزا در تهیه گازوئیل زیستی نیز استفاده می‌شود ( Tickell 2000).
بررسی چگونگی اثر شوری بر روی گیاهان از سالها قبل بوسیله پژوهشگران دنبال شده و به نتایج قابل توجهی رسیده است. اما هنوز نکات ناشناخته زیادی در مورد عملکرد ناشی از شوری Nacl بر روی گیاهان بویژه گیاهان استراتژیک نظیر کلزا که کشت آن در کشور رو به گسترش است، باقیمانده است. در این پژوهش اثر غلظتهای متفاوتی از Nacl بر روی جوانه زنی و رشد دانه رستها همچنین برخی ویژگیهای مورفولوژیکی و عملکرد ارقام حساس و بردبار به شوری کلزا بررسی گردید.
روش بررسی
در این تحقیق دو رقم کلزا مورد استفاده قرار گرفت: رقم بردبار به شوری (okapi) و رقم حساس به شوری .(symbol) بذر این ارقام از مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان تهیه گردید. به منظور بررسی اثر Nacl بر جوانه زنی و رویش بذرها، در آزمایشگاه ابتدا بذرها با هیپوکلریت سدیم 7% به مدت 20 دقیقه سترون شده و سپس در ظروف پتری محتوی ماسه استریل کشت شدند. برای هر تیمار 4 پتری در نظر گرفته شد و در هر پتری 25 بذر کشت شد. غلظتهای مختلف محلول کلرید سدیم با هدایت الکتریکی (EC) 0، 3، 6، 9، 12 (ds/m) تهیه و به هر پتری حدود 7 میلی لیتر محلول اضافه شد. پتریها در دمای0c 25 قرار داده شدند. درصد رویش و سرعت رویش بذرها ثبت و مقایسه شد. پس از 5 روز، دانه رستهای حاصل جمع آوری شده و طول ریشه چه، طول محور زیر لپه (ساقه چه) و فاصله بین تارهای کشنده تا نوک ریشه، در ارقام مورد آزمایش اندازه گیری و ثبت شد. برای تعیین غلظتی که در آن جوانه زنی بذر ارقام فوق متوقف می‌شود، غلظتهای بالاتر محلول کلرید سدیم در دامنه 14 تا 20 (ds/m) تهیه شد و بذرهای دو رقم کلزا توسط این محلول ها تیمار شدند. چون در تیمار ds/m 3 اثر افزایشی در جوانه زنی و رشد دانه رستها مشاهده گردید، برای مشخص نمودن غلظتهائی که ممکن است چنین اثر تحریکی را داشته باشند، آزمایشهای جوانه زنی با شوری 2و 4 (ds/m) نیز انجام شد.
آزمایشهای مربوط به کاشت و تیمار دهی در گلخانه صورت گرفت. این آزمایش در 5 گروه انجام شد. یک گروه شاهد بدون دریافت محلول کلرید سدیم و چهار گروه دیگر با محلولهای نمکی 3، 6، 9، 12 دسی زیمنس بر متر تیمار شدند. در گلخانه، گلدانهائی با ارتفاع 50 سانتیمتر تهیه شد. ظروف محتوی محلولهای کلرید سدیم با غلظتهای متفاوت نیز آماده شدند.پس از کاشت بذرها، گلدانها هر 4 روز یکبار آبیاری شدند. در طول دوره رشد گیاهان عوامل رشد مانند تعداد برگ، ضخامت برگ، شاخه دهی، پلاستوکرون، وزن زی توده تر به خشک برای بررسی وضعیت عمومی‌رشد اندازه گیری و میانگین آنها در سه تکرار محاسبه شد. در مرحله گلدهی نیز فاکتورهای این مرحله مانند شروع گلدهی، تعداد طرحهای اولیه گل، تعداد گلهای هر بوته و ضخامت اگزین دانه گرده اندازه گیری و مقایسه شد. در مرحله برداشت محصول تعداد و طول غلافها، وزن هزار دانه، وزن هزار غلاف و دانه بندی اندازه گیری و میانگین آنها در سه تکرار ثبت شد.
برای اندازه گیری وزن زی توده خشک، گیاهان سه ماهه ابتدا توزین شده، سپس به مدت 48 ساعت در دمای 0C80 آون قرار گرفتند و بعد مجددا وزن شدند.
برای تجزیه و تحلیل آماری داده ها از نرم افزار spss و از آزمون تجزیه داده های یکطرفه (ANOVA TEST) استفاده شد. در صورت وجود اختلاف معنی دار بین گروهها، برای تعیین گروههایی که این اختلاف بین آنها وجود دارد از آزمون مقایسه بین میانگین ها (تست دانکن) با سطح معنی دار 05/0 استفاده شد. رسم نمودارها با نرم افزار Excel انجام شد.
نتایج و بحث
آزمایشهای مربوط به شروع رویش، سرعت جوانه زنی، تعداد و درصد دانه های گیاهان رویش یافته بیانگر این است که دانه های شاهد پس از جذب رطوبت متورم شده و جوانه زنی آنها در دمای اتاق 00C25 از حدود 8 ساعت پس از کاشت آغاز و بهینه سرعت جوانه زنی 22 ساعت پس از کاشت دانه ها است. از این نظر بین دو رقم symbol،و okapi تفاوت زیادی وجود نداشت. از 16 تا 22 ساعت پس از کشت، در رقم okapi درصد رویش دانه ها از 45 به 100% و در ر قم symbol از 60 به 100% رسید. در تیمار ds/m3 در هر دو رقم اثر افزایشی بر درصد جوانه زنی بذرها مشاهده گردید. بطوریکه در این تیمار، 16 ساعت پس از کاشت، در ارقام symbol و okapi نسبت به گیاهان شاهد به ترتیب 20 و 45% افزایش جوانه زنی وجود داشت (شکل 2 و 3). در تیمار 2 درصد جوانه زنی در حد شاهد بود و در تیمار 4 کاهش درصد جوانه زنی نسبت به گیاهان شاهد در هر دو رقم مشاهده گردید (شکل 1 ). غلظت حد آستانه جوانه زنی (غلظتی که در آن درصد جوانه زنی به کمتر از 50% شاهد کاهش می‌یابد) در ارقام symbolو okapi در شرایط آزمایشگاهی بترتیب 13 و 14 دسی زیمنس بر متر تعیین گردید.
با افزایش غلظت کلرید سدیم، سرعت جوانه زنی کاهش یافت. در هر دو رقم شروع جوانه زنی 8 ساعت پس از کاشت در شاهد بود در حالیکه در تیمار 12، شروع رویش به 12 و 10ساعت پس از کاشت بترتیب در ارقام symbolو okapi رسید. در تیمار 20 ، جوانه زنی هر دو رقم در حد صفر بود (شکل 1).
شکل1-نمودار تغییرات درصد جوانه زنی ارقام okapi,symbol در درجات مختلف شوری
(شکل در فایل اصلی موجود است)
شکل2-نمودار اثر درجات مختلف شوری بر تغییرات زمان جوانه زنی در رقم okapi
(شکل در فایل اصلی موجود است)
شکل3- نمودار اثر درجات مختلف شوری بر تغییرات زمان جوانه زنی در رقم symbol
(شکل در فایل اصلی موجود است)
با افزایش درجه شوری، طول ساقه چه و ریشه چه کاهش یافت (جدول 1). میزان کاهش طول ریشه چه در هر دو رقم، بیشتر از ساقه چه بود بطوریکه در رقم متحمل به شوری، طول ریشه چه در تیمار 12 نسبت به شاهد 70 درصد و در رقم حساس 96 درصد کاهش نشان دادند. (شکل4 و جدول 1)، در حالیکه طول ساقه چه در این ارقام بترتیب 21 و 30 % نسبت به شاهد کاهش داشتند.
رشد دانه رستها در هر دو رقم در تیمار 3 در مقایسه با گیاهان شاهد افزایش نشان داد. بطوریکه در رقم okapi ریشه چه 50 و ساقه چه حدود 100 درصد افزایش نسبت به شاهد داشتند. این اعداد در رقم symbol بترتیب 17 و 86 درصد بود ( شکل 4 و 5)
فاصله بین تارهای کشنده تا نوک ریشه با افزایش غلظت NaClکاهش پیدا کرد. در رقم okapi از 5/11 میلیمتر در شاهد به 4 میلیمتر در تیمار 12 رسید. در رقم symbol این مقادیر بترتیب 75/10 میلیمتر و 25/4 میلیمتر بود. (جدول 1 و شکل 6).
جدول 1- اثر درجات مختلف شوری (Ec) بر جوانه زنی و رشد دانه رستها در دو رقم کلزا. اعداد نشان دهنده میانگین انحراف معیار می‌باشند.
(جدول در فایل اصلی موجود است)
Abstract
Rapeseed (Brassica napus L.) is an oil-seed plant belongs to cruciferae family, with commercial name "Canola". because of its low saturated fatty acid contents, canola is becoming increasingly source of edible oil among oil seeds. In this study, two cultivars of Canola, okapi (tolerant cv.) and symbol (sensitive cv.) were studied under five salinity treatments including 0, 3, 6, 9, 12 dsm‑1, in laboratory and green-house conditions. in the laboratory, percentage and rate of germination and growth of seedlings, were assayed. in green-house conditions, growth parameters were measured in vegetative, generative and harvesting phases. the results showed that percentage and rate of germination, growth of seedlings and distance of root hairs from root tip, were decreased by salt solutions especially by 12 dsm-1. however these parameters, were increased by 3 dsm-1 treatment. Also by treating with salt solutions in the range of 12-20 dsm-1 ,threshold concentration for germination was determined as 14 dsm-1 for okapi and 13 dsm-1 for symbol. Morever it was determined, in these cultivars, the effect of salinity stress, on germination phase is less than other phases. in green-house conditions, vegetative growth and yield of both cultivar were unaffected by soil salinity up to 3 dsm-1. but increasing in salinity levels above this threshold, increased the ratio wet/dry biomass, thickness of leaves, plastochronic periode, thickness of pollen exine, weight of 1000- pod. otherwise number of leaves, branches, flowers, flower primordiums, pods and length of pods, number of seeds in per pod, and weight of 1000-seed were decreased. the most inhibitory effect was in 12 dsm-1 treatment and for symbol was more than okapi. The length of pods, plasto chronic periode and number of flowers were affected by salt stress more than others
Keywords: slat stress, canola, germination, yield.