پديد آورندگان :
مرزوان، سعيده دانشگاه زنجان - گروه علوم خاك , محمدي، محمدحسين دانشگاه تهران - گروه علوم خاك , شكاري، فريد دانشگاه زنجان - گروه علوم خاك
كليدواژه :
پتانسيل اسمزي , تانسيومتر , شوري خاك , متابوليت هاي ثانويه
چكيده فارسي :
سابقه و هدف:
مديريت آبياري و استفاده از آبياري بخشي ريشه تحت شرايط شور يكي از راه كارهاي توليد پايدار در كشاورزي محسوب مي شود. توليد گونه هاي فعال اكسيژن و تجمع سيتوپلاسمي اسموليت ها يكي از عمومي ترين واكنش هاي گياهي در پاسخ به تنش-هاي شوري و كم آبي در اين شرايط مي باشد. با اين وجود مطالعات اندكي در زمينه ساز و كارهاي گياهي از جمله تغييرات آنزيم ها و تنظيم كننده هاي اسمزي سلولي، تحت سطوح يكسان پتانسيل اسمزي و ماتريك بر دو سمت ريشه گياه در شرايط تنش هم زمان شوري و كم آبي و تفاوت آن با شرايط تنش مجزا صورت گرفته است. هدف از اين مطالعه بررسي اثر مديريت آبياري بخشي بر تغييرات فعاليت آنزيم-هاي پراكسيداز و كاتالاز و محتوي پرولين در برگ و ريشه تحت مقادير متفاوت از سطوح يكسان پتانسيل هاي اسمزي و ماتريك، در آبياري بخشي ريشه ذرت رقم فجر (سينگل كراس260)، مي باشد.
مواد و روش ها
آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي در سه تكرار با دو فاكتور شامل، نوع تنش (تنش شوري، تنش خشكي و تنش توام) و سطح پتانسيل (112- ، 119- و 363- كيلوپاسكال)، تحت شرايط گلخانه اي انجام شد. بستر كشت در تيمارهاي توام توسط نايلون ضخيم و ناتراوا به دو قسمت برابر براي پخش يكنواخت و مساوي ريشه گياه تقسيم گرديد. در تنش توام نيمي از ريشه تحت تنش شوري و نيم ديگر تحت تنش خشكي (در سطوح متناظر و برابر پتانسيل اسمزي و ماتريك) قرار گرفت. به جهت زهكشي در تيمارهاي شوري از تانسيومترهاي دست ساز استفاده شد. اندازه گيري آنزيم كاتالاز، آنزيم پراكسيداز، پروتيين كل و پرولين در دو سمت اندام هوايي و دو سمت ريشه صورت گرفت. هم چنين وزن خشك كل و ريشه گياه ذرت محاسبه گرديد.
يافته ها
نتايج نشان داد با كاهش سطح پتانسيل، فعاليت آنزيم پراكسيداز و كاتالاز ريشه فقط در تيمارهاي خشكي مجزا و بخش خشكي از تيمار توام، داراي روند مشابه (افزايشي) بود. در بخش خشكي از تيمار توام نسبت به تيمار خشكي مجزا، با كاهش سطح پتانسيل، فعاليت آنزيم پراكسيداز ريشه 18/5 درصد افزايش و فعاليت آنزيم كاتالاز ريشه 6/28 درصد كاهش يافت. در سطح پتانسيلي 363- كيلوپاسكال، وزن خشك ريشه در تيمار خشكي به ترتيب 48/3 و 31 درصد نسبت به تيمار شوري و توام افزايش يافت. با وجود تغييرات متفاوت در مقدار صفت هاي اندازه گيري شده در تنش هاي شوري، خشكي و توام، در يك پتانسيل يكسان، تفاوت معني داري در وزن خشك كل مشاهده نگرديد.
نتيجه گيري
گياه ذرت با وجود سطوح پتانسيل اسمزي و ماتريك يكسان در هر دو سمت ريشه، رفتارهاي فيزيولوژيكي و مورفولوژيكي يكساني را از خود نشان نداد. در سطوح پايين پتانسيل اسمزي، استفاده از سيستم آبياري بخشي ريشه با آب شور در تيمار توام، تنش كمتري را نسبت به تيمار مجزاي شوري به گياه وارد خواهد كرد. به نظر مي رسد تعديل در واكنش هاي بيوشيميايي گياه يكي از علل موفقيت روش آبياري بخشي ريشه با آب شور باشد. بنابراين در حال حاضر با توجه به كمبود منابع آب هاي شيرين، سيستم آبياري بخشي ريشه با آب شور به عنوان يك سيستم تقريبا مطلوب نسبت به ساير سيستم هاي آبياري كامل ريشه با آب شور توصيه مي شود
چكيده لاتين :
Background and objectives: Irrigation management and use of partial root irrigation under saline conditions is one of the sustainable production strategies in agriculture. The production of reactive oxygen species and the cytoplasmic accumulation of smolites is one of the most common plant reactions to salinity stress and dehydration under these conditions. However, few studies have been performed on the variation of enzymes and cellular osmotic regulators in similar salinity and water stresses under the same osmotic and matric potential levels on the two sides of the root and its differences with separate stress conditions. The aim of this study was investigated the effect of partial irrigation management on activity of peroxidase and catalase enzymes, proline content variation under different levels of similar osmotic and matric potentials, in leaves and roots of maize in Fajr cultivar (KSC 260), in greenhouse conditions.
Materials and Methods: A factorial experiment with two factors; stress type (salinity, drought and mix stress) and potential levels in three values (-112, -191, and -363 KPa) was performed on the basis of completely randomized design with 3 replications. The culture media was subdivided into two equal sections by nylon for uniform and same distribution of the root in the mixed treatments. At mixed stress, half of the roots were subjected to salinity stress and the other half to drought stress (at corresponding levels equal to the osmotic and matrix potentials). Handmade tensiometers were used for drainage in salinity treatments. Catalase, peroxidase, total protein and proline were measured in both shoots and roots. Also, total dry weight and root of corn plant were calculated.
The results showed that with decreasing the potential level, the activity of root peroxidase and catalase had a similar trend (increase) only in individual drought treatments and the drought part of the mixed treatment. In the drought part of the mixed treatment compared to the individual drought treatment, with decreasing the potential level, the activity of root peroxidase increased by 18.5% and the activity of root catalase decreased by 6.28%. At the potential level of -363 bar, the dry weight of roots in drought treatment, compared to salinity and mixed treatment increased by 48.3% and 31%, respectively. Despite different changes in the amount of traits measured in salinity, drought and mixed stresses, at the same potential, no significant difference in total dry weight was observed.
Conclusion: Maize plant under the same osmotic and matric potential levels exhibits different physiological and morphological behaviors. The use of partial root irrigation system with saline water in mix treatment will cause less stress than salinity treatment at low levels of osmotic potential to the plant. It seems, modification of plant biochemical reactions is one of the successes of root irrigation method with saline water. Therefore, due to the scarcity of freshwater resources, partial root irrigation with saline water is recommended as a nearly desirable system compared to other full root irrigation systems.
