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

 

مهندسی کشاورزی