فعاليت هاي بهبود دهنده قارچ ميكوريزا در بوته هاي توتون در مواجهه با افزايش غلظت كلر در آب آبياري

Alleviatory activities in mycorrhizal tobacco plants Subjected to increasing chloride in irrigation water

سابق و هدف: مقادير بيش از حد كلر در برگ توتون، ميزان سوزش را كاهش مي‌دهد و باعث عوارض جانبي خاصي مانند افزايش رطوبت، تيرگي، رنگ‌هاي ناهمگون و بوي نامطلوب در برگ مي‌شود. قارچ آربوسكولار ميكوريزا با ريشه‌هاي بيش از 80 درصد از گونه‌هاي خشكي‌زي از جمله گياهان نمك دوست، آب دوست و خشكي پسند در ارتباط است. نقش قارچ ميكوريزا براي ارتقا رشد گياه و تحمل به شوري ثابت شده است. قارچ ميكوريزا مقاومت در برابر شوري را با استفاده از مكانيسم‌هاي مختلف افزايش مي‌دهند. تا به امروز، هيچ اطلاعاتي در مورد تعامل بين قارچ‌هاي ميكوريزا و توتون در مواجه با غلظت‌هاي بالاي كلر در آب آبياري و عكس‌العمل بوته‌هاي توتون در دسترس نيست. مواد وروش‌ها: اين آزمايش در مزرعه تحقيقاتي دانشگاه پيام‌نور گرگان استان گلستان در طول مدت دو سال زراعي (1392-1391) انجام شد. آزمايش بصورت فاكتوريل در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي در 4 تكرار اجرا شد، فاكتورهاي آزمايش شامل 1- قارچ ميكوريزا Rhizophagus irregularis در دو سطح (با قارچ، AM+ و بدون قارچ، AM-) و 2- غلظت كلريد در آب آبياري در چهار سطح (10، 40، 70 و 100 ميلي‌گرم كلر در ليتر؛ (C1-C4، منبع كلر مورد استفاده كلريد كلسيم بود و غلظت 10 ميلي‌گرم كلر در ليتر، فاقد عوارض جانبي روي توتون است لذا اين غلظت از كلر به عنوان شاهد انتخاب شد. رقم توتون ويرجينيايي انتخابي در اين مطالعه K-326 بود. يافته‌ها: بوته‌هاي توتون ميكوريزايي بطور قابل توجهي جذب بالاتر عناصر غذايي در برگ و تعداد برگ، بدون در نظر گرفتن شدت تنش كلريد داشتند. عملكرد برگ‌ بوته‌هاي AM+ بالاتر از گياهان AM-، تحت شرايط تنش كلر C2-C4 بود. محتواي كلر برگ با افزايش غلظت كلر آب آبياري به شكل خطي افزايش مي‌يابد، در حالي كه گياهان AM+ محتواي كلر كمتري را نشان دادند. محتواي نيكوتين برگ‌هاي توليد شده توسط بوته‌هاي توتون AM+ نسبت به گياهان AM-، بطور قابل توجهي بالاتر بودند. آنزيم‌هاي آنتي‌ اكسيدان مانند سوپراكسيد دسموتاز، كاتالاز، آسكوربات پراكسيداز و گلوتاتيون ردوكتاز بعلاوه آنتي اكسيدان‌هاي غير آنزيمي شامل اسيد آسكوربيك و گلوتاتيون، تغييرات زيادي را با تيمار كلريد به نمايش گذاشته‌اند. تنش كلر باعث كاهش در سطوح داخلي هورمون رشد و افزايش اسيد آبسزيك گرديد. بوته‌هاي تلقيح شده با قارچ (AM+) سطوح بالاتري از هورمون رشد را حفظ نمودند و همچنين تاثير منفي كلريد را تا حدي تعديل كردند. نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج بدست آمده غلظت قابل قبول كلر در برگ توتون ويرجينيا بايد كمتر از 1٪ باشد. برگ‌هاي با غلظت بالاتر كلر از كيفيت پايين‌تر همراه با كاهش ميزان سوزش، برخوردارند. بر اساس نتايج بالا بهتر است از آب آبياري با غلظت كلر زير 25 ميلي گرم در ليتر استفاده شود زيرا در اين سطح، غلظت كلر در برگ حدود 1٪ باقي مي‌ماند. اما از سوي ديگر، سطح كلر 40 ميلي‌گرم در ليتر در آب آبياري در زمان تلقيح توتون با قارچ ميكوريزا مي‌تواند به عنوان حد آستانه بالاتر در نظر گرفته شود. در چنين غلظت‌هاي بالايي استفاده از قارچ ميكوريزا توصيه مي‌شود، زيرا غلظت كلر برگ را در حدود سطح قابل قبول نگه مي‌دارد.

Background and objectives: Excessive quantities of chloride in the cured leaf reduce the rate of burn and cause certain adverse effects such as increased hygroscopicity, dinginess, uneven colors and undesirable odors in cured tobacco leaves. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are associated with the roots of over 80% terrestrial plant species including halophytes, hydrophytes and xerophytes. AMF have been shown to promote plant growth and salinity tolerance; they promote salinity tolerance by employing various mechanisms. To date, no information is available about the interaction between of AM fungi and high chloride concentration in irrigation water on the agronomical and physiological responses of tobacco. Material and Methos: Field experiments were conducted in the field research of Payame Noor University, Gorgan, Golestan province, Iran during two years (2012-2013). A factorial randomized block design with four replications on agronomic and chemical properties of Virginia tobacco (cv. K-326, included two mycorrhizal (Rhizophagus irregularis) levels (with AM, AM+ or without AM, AM-) and four chloride levels in irrigation water (C1-C4); Chloride was added to the water as CaCl2. The fact that the10 mg Cl L-1 concentration in water is considered very low and without adverse effects on tobacco, leads us to the decision to take this chloride concentration as control. Results: Mycorrhizal plants had significantly higher uptake of nutrients in shoots and number of leaves regardless of intensities of chloride stress. The cured leaves yield of AM+ plants under C2-C4 chloride stressed conditions was higher than AM- plants. Leaf chloride content increased in linearly with the increase of chloride level while AMF colonized plants maintained low Cl content. AM+ plants produced tobacco leaves that contain significantly higher quantities of nicotine than AM- plants. AM inoculation ameliorated the chloride stress to some extent. Antioxidant enzymes like superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) as well as non-enzymatic antioxidants (ascorbic acid and glutathione) also exhibited decrease with chloride treatment. Conclusion: Based on the previuos results it is preferable to use irrigation water with chloride concentration below 25 mg L-1 since at this level the chloride concentration in the leaves remained around 1%. On the other hand, the chloride level of 40 mg L-1 in irrigation water in combination with AMF can be considered as the threshold upper limit. In such high concentrations the use of AMF are recommended, because keep the leaf chloride concentrations around the acceptable level.