ارزيابي تحمل به خشكي در اكوتيپ‌هاي يونجه همداني با استفاده از شاخص‌هاي تحمل و حساسيت به خشكي

Evaluation of drought tolerance in Hamedani alfalfa (Medicago sativa.L) ecotypes by tolerance and sensitivity indices

مقدمه                      خشكي يكي از مهم‌ترين و رايج‌ترين تنش‌هاي محيطي است كه توليدات كشاورزي را با محدوديت روبه‌رو ساخته است. تحقيقات متعددي در زمينه خشكي انجام گرفته است. اصلاح گياهان براي تحمل به خشكي به دليل غيرقابل‌پيش‌بيني بودن شرايط محيطي و نيز تغيرات تحمل ارقام در محيط‌هاي متفاوت تحت تنش، پيچيده و دشوار است. توليديونجه به دليل سازگاري با دوره‌هاي خشكي و وجود ژرم پلاسم متحمل به تنش خشكي در مناطق با دوره هاي خشكي از اهميت ويژه اي برخوردار است. دارا بودن صفات مورفوفيزيولوژيك خاص يونجه و سازگاري اين صفات با تنش‌هاي محيطي به‌ويژه تنش خشكي باعث شده است اين گياه پتانسيل توليد بالايي در چنين مناطقي داشته باشد. سهم عمده‌اي از مناطق سردسير كشور و حتي مناطق نسبتاً معتدل كشور جمعيت‌هاي غير اصلاح‌شده و يا عمدتاً اكوتيپ‌هاي محلي يونجه همداني را مورد كشت قرار مي دهند. مواد و روش ها بذور اكوتيپ‌هاي بكار رفته در اين مطالعه از محل جغرافيايي اين مناطق تهيه‌شده است. اين مطالعه به‌منظور ارزيابي تحمل به خشكي در 11 اكوتيپ يونجه همداني با استفاده از شاخص‌هاي تحمل به خشكي در قالب طرح آماري بلوك‌هاي كامل تصادفي با 3 تكرار در قالب دو آزمايش مزرعه‌اي جداگانه به مدت سه سال زراعي به اجرا درآمد. آزمايش اول، آبياري كامل (عدم محدوديت رطوبتي) و به روال معمول ايستگاه طرق، با دور آبياري 7 روز بود. در آزمايش دوم، تيمار تنش بر اساس تغيير در دور آبياري با اعمال محدوديت رطوبتي در اكوتيپ‌ها از طريق دورهاي آبياري متناوب 10 و 14 روز در طول فصل رشداعمال شد. شاخص‌هاي تحمل به تنش شامل (STI)، حساسيت به تنش (SSI)، ميانگين هندسي توليد (GMP) و ميانگين حسابي توليد (MP)، با استفاده از عملكرد علوفه خشك اكوتيپ‌هاي يونجه در شرايط تنش (Ys) و بدون تنش (Yp) محاسبه و نحوه پراكنش اكوتيپ‌ها بر اساس اين شاخص‌ها در نمودارهاي سه‌بعدي رسم شد. يافته ها همبستگي مثبت و معني‌دار بين عملكرد علوفه خشك در شرايط تنش و عدم تنش و شاخص هاي MP،GMP و STI نشان داد كه در شرايط تنش شاخص هاي مذكور، مناسب ترين شاخص ها بودند. اكوتيپ‌هاي چالشتر و فامنين يونجه در هر دو شرايط محيطي تنش و عدم تنش خشكي بالاترين پتانسيل توليد علوفه خشك را داشته و ازنظر شاخص STI رتبه‌هاي اول و دوم را به خود اختصاص دادند. شاخص STI برآورد كننده بهتري براي عملكرد ژنوتيپ‌ها در دو محيط YP و YS نسبت به ساير شاخص‌هابود، چون قادر است در مقايسه با شاخص‌هاي ديگر، ژنوتيپ‌هاي گروه A را از ساير گروه‌ها تفكيك كند. نتايج حاصل از STI نشان داد كه در بين ژنوتيپ‌هاي موردبررسي، اكوتيپ‌هاي قهاوند، چالشتر، صديقان و فامنين با مقادير 9.0 متحمل‌ترين و ارقام قارقولوق و همداني با مقادير 7.0= STI، حساس ترين ژنوتيپ‌هاي موردبررسي شناخته شدند. مقدار بالاي STI براي يك ژنوتيپ، نشان‌دهنده تحمل به تنش رطوبتي بيشتر و پتانسيل عملكرد بالاتر آن در هر دو محيط تنش ومعمولي مي‌باشد. اكوتيپ‌هاي فامنين و چالشتر به ترتيب با 8.8 و 7.8 بيشترين ميزان MP و رقم قارقولوق با 6.7، كمترين ميزان MP را داشتند. ارقام فامنين و چالشتر با 7.8 = GMP و رقم قارقولوق با 6.7 =GMP به ترتيب بيشترين و كمترين مقدار GMP را دارا بودند. مقدار بالاي TOL نشانه حساسيت ژنوتيپ به تنش بوده و انتخاب ژنوتيپ ها جهت تحمل به تنش خشكي بر اساس مقادير كم TOL مي‌باشد. رقم اردوباد با 5.3 =TOL و رقم ملك كندي با 9.0=TOL به ترتيب كمترين و بيشترين تحمل به تنش رطوبتي را داشتند. بر اساس شاخص SSI نيز اكوتيپ اردوباد با 9.1=SSI و رقم ملك كندي با 5.0=SSI به ترتيب حساس‌ترين و متحمل‌ترين ژنوتيپ‌ها به تنش بودند . اگرچه رقم ملك كندي با داشتن كمترين مقادير SSI اكوتيپي نسبتاً متحمل به خشكي مي‌باشد ولي با ارجاع به عملكرد پايين اين اكوتيپ مي توان دريافت كه به‌تنهايي انتخاب بر اساس مقادير پايين اين شاخص مطلوب نيست. اكوتيپ‌هاي چالشتر و فامنين يونجه در هر دو شرايط محيطي تنش و عدم تنش خشكي بالاترين پتانسيل توليد علوفه خشك را داشته و متحمل‌ترين اكوتيپ‌ها در اين بررسي شناسايي شدند. گروه‌بندي اكوتيپ ها در هر دو شرايط تنش و عدم تنش نشان داد كه آن‌ها در 4 گروه مجزا ازنظر عملكرد در شرايط رطوبتي معمولي و تنش خشكي قرار گرفتند.

Introduction One of the most important and widespread environmental stresses is drought which has made limitation in agricultural productions. Many researches were done about drought stress. Plant improvement for drought tolerance is very complicated and difficult due to unpredictable environmental conditions and variability of cultivars responses in different degrees of drought stress. Alfalfa production on regions by alternative interval drought conditions is very important because of its adaptability and having tolerant germplasm. Alfalfa with specific morphological characteristics and adaptability of these traits to environmental stress especially drought conditions caused high production potential in these regions. Main parts of cold and even temperate regions of Iran cultivated unimproved populations or local ecotypes of Hamedani alfalfa.   Material and methods In this study alfalfa ecotypes seeds were obtained from these regions. This study was done to evaluate drought tolerance in 11 Hamedani alfalfa ecotypes through tolerance indices in the growing season 20112012 using randomized complete block design with three replications in two separate farm experiments at Torogh Research Station. The first experiment was complete irrigation (nonwater deficit) once in a week as usual. Second experiment was drought conditions by changing in irrigation interval and making water deficit in ecotypes through 10 and 14day irrigation intervals alternatively among growing season. The tolerance indices STI, SSI, GMP and MP evaluated by using of alfalfa ecotypes’ dry matter in both stressed and nonstressed conditions. Ecotypes distribution was drown on three dimensional graph based on these indices.   Results and discussion The positive and significant correlation between dried forage yield and MP, GMP and STI indices in both stressed and nonstressed conditions showed that these mentioned indices were the best indices. Chaleshtar and Famenin alfalfa ecotypes had the most potential of dried forage yield in both stressed and nonstressed conditions and had the first and second STI ranking respectively. STI index in comparison with the other indices was the better estimator for genotypes yield in both YP and YS conditions because it can separate A type genotypes from the other types. STI results revealed that Ghahavand, Chaleshtar,Sedighan and Famenin ecotypes were the most tolerant and Gharghologh and Hamedani were the most sensitive ecotypes. A genotype with higher STI is an indicator for higher yield potential in both conditions. Famenin and Chaleshtar alfalfa ecotypes had the higher MP with 8.8 and 8.7 and Gharghologh had the lower with 7.6. High TOL was an indicator for ecotype stress sensitivity and lower TOL lead to select the drought stress tolerate genotypes. Ordobad ecotype with 3.5 and Malek kandi with 0.9 TOL had the least and most index tolerance respectively.SSI indices Ordobad and Malek kandi caused the most drought sensitive and drought tolerate genotypes respectively. The results showed that between the studied genotypes, Ordobad with 1.9 SSI and Malek kandi with 0.5 SSI were the the most sensitive and tolerate genotypes respectively. Although Malek kandi with low SSI is relatively drought tolerate ecotype but its low yield prevent to select this ecotype. Chaleshtar and Famenin alfalfa ecotypes had the greatest dry matter yield potential in both condition and were the most tolerant ecotypes in this study. Classification of ecotypes in both stressed and nonstressed conditions showed that they allocated in four separated groups depending on yield in normal and stress environmental conditions.