اثر محلول پاشی برگی سالیسیلیک اسید، آسکوربیک اسید، پرولین و گلایسین بتائین بر عملکرد و اجزاء عملکرد گیاه سورگوم در شرایط تنش خشکی
تحقیق حاضر به منظور بررسی اثر سطوح مختلف آبیاری و همچنین محلولپاشی برگی توسط محلولهای سالیسیلیکاسید، آسکوربیکاسید، پرولین و گلایسینبتائین بر عملکرد، اجزای عملکرد و برخی خصوصیات فیزیولوژیکی سورگوم در شرایط مزرعه، گلخانه و آزمایشگاه انجام گرفت. این آزمایش در مزرعه به صورت کرتهای خرد شده و در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی و در گلخانه و آزمایشگاه به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار در سال زراعی 91 به ترتیب در محل مزرعه، گلخانه و آزمایشگاه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام شد. تیمارهای آزمایش مزرعه و گلخانه شامل سه سطح آبیاری (100، 75 و 50 درصد ظرفیت مزرعه) و پنج سطح محلولپاشی برگی (سالیسیلیکاسید، پرولین، گلاسینبتائین، آسکوربیکاسید و بدون محلولپاشی) بودند. در شرایط آزمایشگاه بذرهای سورگوم توسط محلول سالیسیلیکاسید و آسکوربیکاسید که هر کدام شامل چهار سطح (صفر، 5/0، 1 و 5/1 میلیمولار) بودند پیشتیمار شدند و سپس تحت تاثیر چهار سطح پتانسیل اسمزی (صفر، 2-، 4- و 6- بار) که توسط پلی اتیلن گلایکول ایجاد شده بود، پارامترهای جوانهزنی آنها اندازهگیری شد. به طور کلی نتایج حاکی از معنیدار شدن اثر تنش خشکی بر صفات اندازهگیری شده در هر سه شرایط انجام آزمایش بود به گونهای که با افزایش شدت تنش از میانگین صفات کاسته شد. همچنین تاثیر محلولپاشی برگی نیز بر روند تغییرات صفات اندازهگیری شده در مزرعه و گلخانه معنیدار بود به گونهای که بیشترین تاثیر در راستای کاهش اثر تنش عمدتا مربوط به محلولپاشی سالیسیلیکاسید و بعد از آن پرولین بود. در آزمایش جوانهزنی نیز غلظت 1 میلیمولار سالیسیلیکاسید و آسکوربیکاسید توانسند در شرایط تنش موجب بهبود شاخصهای جوانهزنی بذور سورگوم شوند.
کلمات کلیدی: پرایمنگ، تنش خشکی، محلولپاشی برگی، سورگوم، عملکرد
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه
1-1 کلیات............................................................................................................................. 2
1-2 تاریخچه ......................................................................................................................... 3
1-3 کشت سورگوم در ایران.................................................................................................... 3
1-4 گیاهشناسی سورگوم......................... 4
1-5 اكولوژی سورگوم............................ 6
1-6 انواع سورگوم.................................................................................................................. 7
1-6-1 سورگوم علوفهای.......................................................................................................... 7
1-7 ترکیبات شیمیایی موجود در سورگوم................................................................................ 8
1-8 کاربرد سورگوم ................................... 8
1-8-1 مصارف خوراکی......................................................................................................... 9
1-8-2 تغذیه حیوانات............................................................................................................. 9
1-8-3 تولیدات صنعتی........................................................................................................... 9
1-8-4 تولید اتانول و باگاس..................................................................................................... 10
1-9 تنشهای محیطی.............................................................................................................. 10
1-9-1 نقش آب در گیاهان..................................................................................................... 11
1-9-2 تنش خشکی................................................................................................................ 12
1-9-3 اثرات خشکی بر رشد و عملکرد..................................................................................... 13
1-9-3 اثرات خشکی بر روابط آب ......................................................................................... 13
1-9-4 اثرات خشکی بر روابط غذایی ...................................................................................... 14
1-9-5 اثرات خشکی بر فتوسنتز............................................................................................... 14
1-10 مکانیسم های فیزیولوژیکی تحمل به خشکی..................................................................... 15
1-10-1 حفظ آب سلول و بافت............................................................................................... 15
1-10-2 نقش آنزیم های آنتی اکسیدان .................................................................................... 17
1-11 خصوصیات مطلوب یک بوته گیاهی برای تحمل خشکی.................................................... 17
1-11-1 تعداد پنجه................................................................................................................. 17
1-11-2 ریشه......................................................................................................................... 17
1-11-3 خوشه....................................................................................................................... 17
1-11-4 برگ........................................................................................................................ 18
1-12 راهبرد ها در شرایط تنش................................................................................................. 18
فصل دوم: بررسی منابع....................................................................................................... 20
2-1 اثر تنش خشکی بر تعداد و سطح برگ گیاه........................................................................ 21
2-2 اثر تنش خشکی بر کلروفیل ( aوb) و کارتنوئید برگ.......................................................... 22
2-3 اثر تنش خشکی بر محتوای نسبی آب برگ (RWC):......................................................... 24
2-4 اثر تنش خشکی بر قطر و ارتفاع ساقه گیاه........................................................................... 25
2-5 اثر تنش خشکی بر عملکرد علوفه تر و خشک...................................................................... 26
2-6 شاخص سطح برگ (LAI)............................................................................................... 28
2-7 مروری بر اثرات حاصل از محلول پاشی برگی آسکوربیک اسید، سالیسیلیک اسید،پرولین و گلایسین بتائین 29
2-7-1 آسکوربیک اسید.......................................................................................................... 30
2-7-2 اسید سالیسیلیک........................................................................................................... 31
2-7-3 پرولین و گلایسین بتائین................................................................................................ 34
فصل سوم: مواد و روشها...................................................................................................... 37
3-1 آزمایش مزرعه ای............................................................................................................ 38
3-1-1 مشخصات محل و زمان اجرای آزمایش........................................................................... 38
3-1-2 خصوصیات اقلیمی محل اجرای آزمایش......................................................................... 38
3-1-3 ویژگی های خاک محل اجرای آزمایش......................................................................... 38
3-1-4 طرح مورد آزمایش....................................................................................................... 39
3-1-5 مراحل اجرای آزمایش.................................................................................................. 40
3-1-6 اعمال تیمار آبیاری....................................................................................................... 40
3-1-7 اعمال تیمار محلول پاشی............................................................................................... 40
3-1-8 اندازه گیری صفات...................................................................................................... 41
3-2 آزمایش گلخانه ای........................................................................................................... 42
3-2-1 مراحل انجام کار.......................................................................................................... 42
3-2-2 طرح آماری آزمایش..................................................................................................... 42
3-2-3 اندازه گیری صفات...................................................................................................... 42
3-3 آزمایش جوانه زنی........................................................................................................... 43
3-3-1 مراحل انجام کار.......................................................................................................... 43
3-3-2 اندازه گیری صفات...................................................................................................... 44
فصل چهارم: نتایج و بحث................................................................................................... 46
4-1 نتایج آزمایش مزرعه......................................................................................................... 47
4-1-1 طول ساقه.................................................................................................................... 47
4-1-2 طول سنبله.................................................................................................................... 51
4-1-3 قطر ساقه..................................................................................................................... 53
4-1-4 تعداد برگ.................................................................................................................. 55
4-1-5 تعداد پنجه................................................................................................................... 57
4-1-6 محتوای کلروفیل a....................................................................................................... 59
4-1-7 محتوای کلروفیل b....................................................................................................... 61
4-1-8 محتوای کلروفیل کل.................................................................................................... 63
4-1-9 نسبت کلروفیل a/b...................................................................................................... 65
4-1-10 محتوای کاروتنوئید..................................................................................................... 68
4-1-11 شاخص سطح برگ................................................................................................... 70
4-1-12 عملکرد علوفه تر........................................................................................................ 73
4-1-13 عملکرد علوفه خشک.................................................................................................. 75
4-1-14 وزن تر تک بوته......................................................................................................... 77
4-1-15 وزن خشک تک بوته.................................................................................................. 79
4-2 نتایج آزمایش گلخانه........................................................................................................ 81
4-2-1 طول برگ................................................................................................................... 81
4-2-2 عرض برگ................................................................................................................. 84
4-2-3 وزن خشک اندام هوایی................................................................................................ 86
4-2-4 وزن خشک ریشه.......................................................................................................... 88
4-2-5 ارتفاع بوته.................................................................................................................. 90
4-2-6 شاخص کلروفیل.......................................................................................................... 92
4-2-7 نسبت وزن ریشه به اندام هوایی....................................................................................... 94
4-3 نتایج آزمایش جوانه زنی................................................................................................... 96
4-3-1 پرایمینگ توسط محلول آسکوربیک اسید....................................................................... 96
4-3-1-1 درصد جوانه زنی...................................................................................................... 96
4-3-1-2 سرعت جوانه زنی..................................................................................................... 98
4-3-1-3 میانگین زمان جوانه زنی............................................................................................. 99
4-3-1-4 شاخص بنیه بذر........................................................................................................ 100
4-3-2 پرایمینگ توسط محلول سالیسیلیک اسید......................................................................... 100
4-3-2-1 درصد جوانه زنی...................................................................................................... 100
4-3-2-2 سرعت جوانه زنی..................................................................................................... 103
4-3-2-3 میانگین زمان جوانه زنی............................................................................................. 104
4-3-2-4 شاخص بنیه بذر........................................................................................................ 105
4-4 نتیجه گیری کلی و پیشنهادات............................................................................................. 105
منابع............................................................................................................................... 107
پیوست............................................................................................................................. 124
فهرست جداول
جدول 1-1 مقدار ترکیبات موجود در آرد سورگوم..................................................................... 9
جدول 3-1 تجزیه فیزیکی خاک مزرعه در اعماق مختلف............................................................ 39
جدول 3-2 تجزیه شیمیائی خاک مزرعه در اعماق مختلف........................................................... 39
جدول3-3 خصوصیات آب آبیاری مزرعه................................................................................. 39
جدول 4-1 نتایج تجزیه واریانس صفات اندازه گیری شده در مزرعه............................................. 49
جدول 4-2 نتایج تجزیه واریانس صفات اندازه گیری شده در گلخانه............................................ 82
جدول 4-3 تجزیه واریانس صفات شاخص های جوانه زنی بذور سورگوم تحت تاثیر تنش خشکی و پرایمینگ آسکوربیک اسید............................................................................................................................................. 97
جدول 4-4 مقایسه میانگین غلظت های مختلف آسکوربیک اسید از لحاظ شاخص های جوانه زنی... 97
جدول 4-5 مقایسه میانگین پتانسیل های اسمزی مختلف از لحاظ شاخص های جوانه زنی................ 98
جدول 4-6 مقایسه میانگین اثر متقابل آسکوربیک اسید و تنش خشکی از لحاظ شاخص های جوانه زنی 98
جدول 4-7 تجزیه واریانس صفات شاخص های جوانه زنی بذور سورگوم تحت تاثیر تنش خشکی و پرایمینگ سالیسیلیک اسید 101
جدول 4-8 مقایسه میانگین غلظت های مختلف سالیسیلیک اسید از لحاظ شاخص های جوانه زنی.... 102
جدول 4-9 مقایسه میانگین پتانسیل های اسمزی مختلف از لحاظ شاخص های جوانه زنی................ 102
جدول 4-10 مقایسه میانگین اثر متقابل سالیسیلیک اسید و تنش خشکی از لحاظ شاخص های جوانه زنی 102
فهرست شکلها و نمودار ها
شکل 4-1 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ طول ساقه................................................... 50
شکل 4-2 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ طول ساقه.............................................. 50
شکل 4-3 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ طول ساقه...................... 50
شکل 4-4 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ طول سنبله.................................................. 52
شکل 4-5 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ طول سنبله............................................. 52
شکل 4-6 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ طول سنبله..................... 52
شکل 4-7 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ قطر ساقه.................................................... 54
شکل 4-8 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ قطر ساقه............................................... 54
شکل 4-9 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ قطر ساقه....................... 54
شکل 4-10 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ تعداد برگ.............................................. 56
شکل 4-11 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ تعداد برگ.......................................... 56
شکل 4-12 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ تعداد برگ................. 56
شکل 4-13 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ تعداد پنجه............................................... 58
شکل 4-14 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ تعداد پنجه........................................... 58
شکل 4-15 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ تعداد پنجه.................. 58
شکل 4-16 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ محتوای کلروفیل a................................... 60
شکل 4-17 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ محتوای کلروفیل a............................... 60
شکل 4-18 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ محتوای کلروفیل a..... 60
شکل 4-19 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ محتوای کلروفیل b................................... 62
شکل 4-20 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ محتوای کلروفیل b............................... 62
شکل 4-21 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ محتوای کلروفیل b..... 62
شکل 4-22 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ محتوای کلروفیل کل................................. 64
شکل 4-23 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ محتوای کلروفیل کل............................ 65
شکل 4-24 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ محتوای کلروفیل کل.... 65
شکل 4-25 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ نسبت کلروفیل a/b................................... 67
شکل 4-26 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ نسبت کلروفیل a/b.............................. 67
شکل 4-27 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ نسبت کلروفیل a/b.... 68
شکل 4-28 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ محتوای کاروتنوئید................................... 69
شکل 4-29 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ محتوای کاروتنوئید............................... 69
شکل 4-30 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ محتوای کاروتنوئید...... 70
شکل 4-31 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ شاخص سطح برگ.................................. 72
شکل 4-32 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ شاخص سطح برگ.............................. 72
شکل 4-33 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ شاخص سطح برگ..... 72
شکل 4-34 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ عملکرد علوفه تر...................................... 74
شکل 4-35 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ عملکرد علوفه تر.................................. 74
شکل 4-36 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ عملکرد علوفه تر.......... 74
شکل 4-37 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ عملکرد علوفه خشک................................ 76
شکل 4-38 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ عملکرد علوفه خشک........................... 77
شکل 4-39 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ عملکرد علوفه خشک... 77
شکل 4-40 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ وزن تر تک بوته...................................... 78
شکل 4-41 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ وزن تر تک بوته.................................. 79
شکل 4-42 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ وزن تر تک بوته.......... 79
شکل 4-43 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ وزن خشک تک بوته................................ 80
شکل 4-44 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ وزن خشک تک بوته............................ 81
شکل 4-45 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ وزن خشک تک بوته... 81
شکل 4-46 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ طول برگ............................................... 83
شکل 4-47 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ طول برگ........................................... 83
شکل 4-48 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ طول برگ.................. 83
شکل 4-49 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ عرض برگ............................................. 85
شکل 4-50 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ عرض برگ......................................... 85
شکل 4-51 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ عرض برگ................ 85
شکل 4-52 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ وزن خشک اندام هوایی............................. 87
شکل 4-53 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ وزن خشک اندام هوایی........................ 87
شکل 4-54 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ وزن خشک اندام هوایی 87
شکل 4-55 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ وزن خشک ریشه...................................... 89
شکل 4-56 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ وزن خشک ریشه................................. 89
شکل 4-57 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ وزن خشک ریشه......... 89
شکل 4-58 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ ارتفاع بوته............................................... 91
شکل 4-59 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ ارتفاع بوته........................................... 91
شکل 4-60 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ ارتفاع بوته.................. 91
شکل 4-61 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ شاخص کلروفیل...................................... 93
شکل 4-62 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ شاخص کلروفیل.................................. 93
شکل 4-63 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ شاخص کلروفیل......... 93
شکل 4-64 مقایسه میانگین محلولهای مختلف از لحاظ نسبت وزن ریشه به اندام هوایی.................... 95
شکل 4-65 مقایسه میانگین سطوح مختلف آبیاری از لحاظ نسبت وزن ریشه به اندام هوایی............... 95
شکل 4-66 مقایسه میانگین اثر متقابل محلولپاشی و سطوح آبیاری از لحاظ نسبت وزن ریشه به اندام هوایی 95
