اثر محلول پاشی آهن و روی برخصوصیات کمی و کیفی سورگوم دانه ای در شرایط تنش خشکی

مقدمه :

 کمبود آب یکی از اساسی ترین عوامل محیطی محدودکننده تولیدات کشاورزی است که به طرق متفاوتی اثرات زیانبار خود را بر گیاهان اعمال نموده و سبب ایجاد تنش درگیاه می شود. ازینرو گسترش دامنه تحقیقات درخصوص افزایش دادن پایداری سیستم های گیاهی و استفاده از گیاهانی که مقاومت بالایی در برابر تنش خشکی داشته باشند دراین شرایط اهمیت خاصی دارد. شیرازی خرازی و همکاران (Shirazi-kharazi et al., 2008) پس از بررسی ها و تحقیقات خود اعلام داشتند در مناطقی که با تنش خشکی مواجه هستند مطمئن ترین راه برای بهبود تحمل خشکی استفاده از گیاهانی است که پتانسیل عملکرد بالایی در رویارویی با این شرایط داشته باشد و سورگوم دانه ای یکی از گیاهانی است که مقاومت چشمگیری به تنش خشکی داشته و عملکرد بالایی دراین شرایط دارد و علت مقاومت به خشکی آن سیستم ریشه ای سورگوم می باشد که نسبت به سایر گیاهان خانواده گرامینه گسترده تر و عمیق تر وافشان تر می باشد و قدرت نفوذ به حجم وسیعی از خاک  را دارد. همچنین دارای پوشش مومی بر سطح برگ ها  می باشد که تلفات تعرقی آب را کاهش می دهدو پس از ارزیابی شاخص های تحمل به تنش در گیاه سورگوم به این نتیجه رسیدند که اکثر صفات و به خصوص اجزاء عملکرد سورگوم به خشکی عکس العمل منفی نشان می دهند و در این میان صفت عملکرد آسیب بیشتری می بیند همچنین اعلام داشتند سورگوم دارای توانایی کاهش تلفات آب ازطریق تنظیم روزنه ها و استفاده از مواد فتوسنتزی ساخته شده قبل از گرده افشانی برای تکمیل رشد خود می باشد. باهرنیک و همکاران (Bahernic et al.,2006) اظهار داشتند خشکی بر فرآیند فتوسنتز در گیاهان تأثیر مهمی گذاشته، انتقال سریع الکترون ها را کاهش داده و تشکیل مواد اولیه فتوسنتز را تغییر می دهد. منصوری فر و همکاران (Mansoorifaret al.,2005) گزارش نمودند کمبود آب با اثر گذاشتن برآماس سلولی و باز و بسته شدن روزنه ها، فرآیندهای فتوسنتز و تنفس را تحت تاثیر قرار داده و با تأثیر برفرآیندهای آنزیمی که مستقیماً با پتانسیل آب کنترل می شوند بر رشد گیاه اثر منفی دارد. شیرین زاده و همکاران (Shirin-zadeh et al., 2005) در تحقیقات خود به این نتیجه دست یافتند که تنش خشکی اثر معنی داری بر مراحل رشد و نمو ، عملکرد و اجزاء عملکرد ذرت دارد و حداکثر عملکرد دانه در رژیم آبیاری کامل و حداقل عملکرد دانه در شرایط قطع آبیاری در مرحله گل دهی بدست می آید. برندا و همکاران Brenda et al.,2006)) نیز پس از انجام تحقیقاتی که در خصوص وزن دانه سورگوم صورت گرفت اظهار داشتند    دانه های سورگوم در مراحل اولیه پرشدن دانه توانایی زیادی برای پذیرش سریع مواد ذخیره ای و افزایش وزن دارند. در شرایط تنش خشکی این خصوصیت با ارزشی است که می توان آن را مد نظر قرار داد. در پی نتایج آزمایشاتی که در شمال اسپانیا و در خاکهای رسی صورت پذیرفت، فاره و فسی( (Farre and Faci, 2005 عملکرد ذرت و سورگوم را در شرایط کم آبی مقایسه نمودند و نتایج نشان داد سورگوم توانایی بیشتری برای جذب آب از اعماق خاک دارد و عملکرد بالای آن تحت شرایط آبیاری محدود به علت بیوماس زیاد روی زمین و شاخص برداشت بالا و کارایی مصرف آب بالا می باشد و نهایتاً به این مهم دست یافتندکه در نواحی نیمه خشک در شرایطی که محدودیت آب وجود دارد کاشت سورگوم بهتر و اقتصادی تر از ذرت می باشد. ارائه راهکارهایی برای تعدیل اثرات تنش خشکی و افزایش عملکرد در این شرایط به عنوان هدفی مهم  همواره مورد توجه محققین بوده. محلول پاشی عناصر ریز مغذی به عنوان یک راهکار توسط محققین بسیاری جهت افزایش عملکرد درشرایط تنش خشکی پیشنهادگردیده است. نتایج آزمایشات همتی(Hemmati,2005) ، خلیلی محله و رشدی ),2008 Khalili Mahaleh and Rashdi) و شیخ باغلو و همکاران 2008) (Sheykhbagloo et al., در خصوص بکار گیری عناصر بصورت محلول پاشی در گیاهان و اثر آن در افزایش عملکرد گیاه مؤید موثر بودن این روش می باشد. فاجریا و همکاران (et al., 2002 Fageria) اعلام داشتند افزایش تحرک ریز مغذی ها و در دسترس بودن عناصر غذایی عملکرد را افزایش می دهد و سودمندی ریز مغذی ها در افزایش سطوح برداشت نمایانگر می شود. همتی 2005) (Hemmati, سورگوم دانه ای را جزو گیاهانی اعلام نمود که عکس العمل بالایی به عناصر ریز مغذی از جمله آهن، روی ومنگنز دارند و عملکرد آنها بویژه در شرایط تنش خشکی پس از دریافت مقادیر کافی و مصرف این عناصر تا حدودی افزایش می یابد. همچنین  تدین و رئیسی 2008,) (Tadayyon and Raiesi و خلیلی محله و رشدی ,) Khalili Mahaleh and Rashdi  2008) نیز در خصوص عنصر ریز مغذی آهن  با توجه به اینکه در ساختمان سیتوکروم بعنوان ناقل الکترون در سیستم فتوسنتزی و عملیات اکسیداسیون و احیا و ساخت کلروفیل دخالت دارد و همچنین روی که عنصر مهم در فعالیت آنزیم های دهیدروژناز و پروتئیناز، تشکیل RNA و تنظیم کننده های رشد می باشد اظهار داشتنداین عناصر می توانند برای تغذیه برگی مورد استفاده قرار گرفته ودر شرایط تنش خشکی به دلیل بهبود پدیده های فتوشیمیایی و افزایش غلظت کلروفیل وکاروتن برای گیاه مثمر ثمر باشند. بیلی و همکاران (Billy et al., 2002) در نتایج تحقیقات خویش محلول پاشی آهن وروی را برای افزایش عملکرد سورگوم مفید دانسته و اعلام داشتند گاه به دو یا سه مرحله محلول پاشی نیز برای سورگوم نیاز است. نتایج شیخ بیگلو و همکاران (Sheykhbagloo et al., 2008) در خصوص محلول پاشی عنصر روی بر عملکرد ذرت دانه ای تحت تنش آب نشان داد بیشترین درصد پروتئین دانه از تیمار محلول پاشی سولفات روی بدست آمد و همچنین بیشترین عملکرد دانه از تیمار عدم تنش خشکی حاصل گردید. در این تحقیق به بررسی اثرمحلول پاشی آهن و روی در سورگوم دانه ای تحت شرایط تنش خشکی پرداخته شد و هدف از انجام این تحقیق ارائه راهکاری جهت افزایش عملکرد این گیاه در شرایط مواجهه با تنش خشکی می باشد زیرا با کاهش میزان رطوبت خاک تحرک برخی عناصر در محلول خاک کاهش یافته و با توجه به محدودیت رشد ریشه گیاه با کمبود مضاعف این عناصر مواجه خواهد شد و همانگونه که رشد و نمو گیاهان به فراهمی آب و عناصر غذایی پرمصرف بستگی دارد نقش عناصر کم مصرف مانند روی و آهن در گیاه از اهمیت خاصی برخوردار بوده و عرضه این عناصر از طریق محلول پاشی تأثیر بسزایی در کیفیت و کمیت محصولات تولید شده دارد.

مواد وروشها:

این آزمایش  درسال 1388 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی زهک واقع در24 کیلومتری جنوب شرقی شهرستان زابل که دارای اقلیم گرم و خشک با میانگین درجه حرارت سالیانه 7/21 سانتیگراد و رطوبت 2/39 درصد است بصورت کرت های خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام پذیرفت. عوامل اصلی شامل سه سطح آبیاری (آبیاری نرمال1a، قطع آبیاری قبل از گل دهی2a، قطع آبیاری بعد از گل دهی3a)  می باشد که درکرت های اصلی قرارگرفتند و عامل فرعی شامل چهار نوع محلول پاشی (آهن 1b، روی 2b، آهن+ روی 3b و بدون محلول پاشی4b) که بصورت کرت های خرد شده در کرت های فرعی قرارگرفتند و درون هرکرت 6 خط به طول 5 مترکه فاصله آنها از یکدیگر50 سانتیمتر در نظرگرفته شد و فاصله کرت ها از یکدیگر یک متر و فاصله تکرارها از هم دو متر بود. رقم مورد آزمایش رقم محلی زابل انتخاب گردید. در بهار 1388زمین شخم خورده به میزان لازم کود دامی به زمین داده شد و توسط دیسک با خاک مخلوط گردید و زمین تا مرداد 88  آیش بوده و یک هفته  قبل از کشت زمین آبیاری شد. و میزان 250کیلوگرم در هکتار سوپر فسفات تریپل، 100کیلوگرم درهکتار اوره و 100 کیلوگرم در هکتارسولفات پتاسیم براساس آزمایش خاک به زمین داده شد. کود و خاک توسط دیسک مخلوط گردیده وکشت تابستانه در مرداد ماه به محض مساعد شدن شرایط دمایی بصورت ردیفی و توسط ماشین ردیف کار انجام گرفت و دو هفته پس از کاشت عملیات واکاری انجام شد و در طول دوره رشد وجین علف های هرز بصورت دستی انجام پذیرفت. دور آبیاری براساس میزان نیاز گیاه و عرف ثابت منطقه 8 روزه درنظر گرفته شد. محلول پاشی هریک از عناصر با غلظت  5/1 درهزار(5/1سی سی درهزار سی سی آب) سولفات روی و سولفات آهن با استفاده از سمپاش پشتی بعد از کالیبره کردن با فشار یک اتمسفر در سه زمان ابتدای ساقه رفتن، قبل از گل دهی و بعد از گل دهی انجام گرفت و تنش خشکی بصورت قطع آبیاری قبل از گل دهی، قطع آبیاری بعد از گل دهی و  برای تیمار شاهد تا پایان دوره رشد گیاه آبیاری  نرمال اعمال گردید. و برداشت زمانیکه دانه های پانیکول کاملاً سفت شده و از مرحله خمیری خارج شده و برگ های بالایی گیاه زرد شده بود انجام پذیرفت. برای اندازه گیری عملکرد دانه دو خط میانی هرکرت با حذف اثرات حاشیه ای انتخاب گردید و عملکرد دانه 4 متر مربع محاسبه گردید و برای اندازه گیری درصد پروتئین دانه ها از روش کجلدال استفاده گردید(12). تجزیه و تحلیل آماری با نرم افزار SAS و MSTATC انجام و نمودارها با استفاده از نرم افزار EXCEL رسم شده و برای مقایسه میانگین ها ازآزمون چند    دامنه ای دانکن استفاده شد .

نتایج و بحث:

نتایج تجزیه واریانس)جدول -1) نشان می دهد از لحاظ اثر تنش خشکی برعملکرد دانه بین تیمارها اختلاف آماری معنی داری در سطح 5% وجود داشت. مقایسه میانگین ها نشان می دهد کمترین عملکرد دانه از تیمار تنش خشکی بعد از گل دهی بدست آمد(شکل 1) تنش خشکی بعد از گل دهی به دلیل اینکه به میزان زیادی دوره پرشدن دانه را کوتاه می نماید و به علت کاهش شدید فتوسنتز جاری گیاه انباشت مواد حاصل از این فرآیند در دانه محدود می گردد و بیشترین اثر مستقیم را بر عملکرد دانه اعمال می کند و بیشترین عملکرد دانه از تیمار عدم تنش حاصل گردید( شکل1). نتایج حاصله با نتایج سایر محققین از جمله ولدآبادی و همکاران (2000)، شیخ باغلو وهمکاران (2008) و کهنسال و همکاران (2006) مطابقت دارد.

درخصوص تأثیر محلول پاشی بر عملکرد دانه بیشترین عملکرد دانه از تیماری که آهن وروی را بطور توام دریافت نموده بود بدست آمد( شکل2). استفاده از عناصر آهن و روی با توجه به تأثیر بر ساخت کلروفیل و افزایش تنظیم کننده های رشد، سبب افزایش فتوسنتز برگهای جوان گردیده و انتقال مواد به محل های ذخیره ای از جمله پانیکول ها را افزایش داده و سبب افزایش وزن دانه ها گردیده لذا عملکرد دانه را مستقیماً تحت تأثیر قرار می دهد و کمترین عملکرد دانه از تیمار بدون محلول پاشی بدست آمد که نتایج با نتایج خلیلی محله و رشدی (2008) و عزیزی و امینی دهقی(2008) مطابقت داشت.

از لحاظ اثر تنش خشکی بر شاخص برداشت بین تیمارها اختلاف آماری معنی داری در سطح 1% وجود داشت . شاخص برداشت بیانگر توان ژنوتیپ در اختصاص دادن بیشتر مواد فتوسنتزی در جهت عملکرد اقتصادی می باشد وکمترین شاخص برداشت از تیمار تنش خشکی  بعد از گل دهی بدست آمده که در این تیمار عملکرد دانه نیز کمترین مقدار بود و نتایج حاصل با نتایج برنگور و فسی (2001) مطابقت داشت .

  بیشترین شاخص برداشت از تیمارعدم تنش که آبیاری نرمال  داشت حاصل گردید(شکل3).

و درخصوص تأثیر محلول پاشی برشاخص برداشت بیشترین میزان از تیماری که آهن و روی را بصورت توام دریافت نموده بود بدست آمد. شاخص برداشت ارتباط مستقیم با عملکرد دانه دارد و افزایش عملکرد دانه تحت اثر محلول پاشی ریزمغذی ها در نتایج تحقیقات عزیزی و امینی دهقی(2008) و خلیلی محله و رشدی(2008) نیز گزارش شده، بیشترین شاخص برداشت از تیماری که محلول پاشی توام آهن وروی را دریافت کرده بود و بیشترین عملکرد دانه را نیز به خود اختصاص داده بود بدست آمد که نظر به موارد فوق الذکر قابل قبول می باشد (شکل 4).   

تنش خشکی بر عملکرد بیولوژیک اثر معنی داری اعمال ننمود. درخصوص محلول پاشی عناصر آهن و روی نیز تیماری که آهن و روی را توام دریافت نموده بیشترین عملکرد بیولوژیک را دارا می باشد که به دلیل تاثیر مثبت روی در بیوسنتز اکسین و تأثیر آهن در افزایش فتوسنتز و رشد قابل انتظار می باشد(شکل 5). این نتایج در تحقیقات تدین ورئیسی(2008) وهمچنین فاجریا و همکاران (2002) نیز گزارش گردیده است .

همچنین بین تیمارها از لحاظ تأثیر تنش خشکی بر درصد پروتئین اختلاف آماری معنی داری وجود نداشت و در خصوص محلول پاشی بیشترین درصد پروتئین از تیماری که محلول پاشی روی را مورد استفاده قرار داده بود بدست آمد که با توجه به نقش عنصر روی در ساخت و افزایش پروتئین های گیاهی قابل قبول می باشد(شکل6). نتایج بدست آمده  با نتایج عزیزی و امینی دهقی (2008) همخوانی داشت.

جدول 1- نتایج تجزیه واریانس اثر تنش خشکی و محلول پاشی آهن و روی بر روی صفات مورد بررسی در سورگوم دانه ای

 تکرار                               2           ns 283/306779                n.s 151/0  ns                  800/20662206ns                          045/0        

تنش خشکی                       2           *283/1623393                 **  115/8                    n.s  100/53675506                      n.s  014/4           

خطای اول                  4        067/296144               282/0                   200 /16627135                 445/1        

محلول پاشی                       3            ** 992/241403                 ** 040/1                     ** 200/10659166                    ** 291/1        

تنش خشکی× محلول پاشی      6           n.s 135/25388                   n.s 276/0                    n.s 100/2201079                       n.s  159/0       

خطای دوم                         18           690/20104                       124/0                          000/1677036                             146/0          

ضریب تغییرات (درصد)                        073/8                             913/2                          995/8                                       318/3          

جدول 2-  مقایسه میانگین اثر تنش خشکی و محلول پاشی عناصر آهن وروی بر بروی صفات مورد بررسی درسورگوم دانه ای با استفاده از آزمون دانکن

        تنش

_________                                   

   آبیاری نرمال(شاهد)                a 270/2091         a 881/12         a 355/16228                 a  969 /10    

قطع آبیاری قبل از گلدهی        ba 1815             b  148/12        a 40/14878                   a 469/11      

قطع آبیاری بعد از گلدهی        b 703/1362         c 239/11         a  76/12081   a                220/12  

محلولپاشی

_______

آهن                                  b 805/1741          a172/12         b 881/14179     b             308/1        

روی                                 cb 888/1717         a 216/12        b 707/13881                 a  900/11    

آهن + روی توام                   a 500/1979           a 374/12        a  105/15981                a 773/11     

بدون محلولپاشی(شاهد           c 111/1586          b  597/11       b 013/13542 b                  098/11