پديد آورندگان :
كاظميني، عبدالرضا نويسنده دانشكده كشاورزي,بخش زراعت و اصلاح نباتات,دانشگاه شيراز,ايران Kazemaini, Abdolreza , علي نيا، مژگان نويسنده دانشكده كشاورزي,بخش زراعت و اصلاح نباتات,دانشگاه شيراز,ايران Alinia, Mojdgan , شاكري، احسان نويسنده دانشكده كشاورزي,بخش زراعت و اصلاح نباتات,دانشگاه شيراز,ايران Shakeri, Ehsan
چكيده فارسي :
مقدمه تنش شوري يكي از مهم ترين تنش هاي غير زنده در مناطق خشك و نيمه خشك جهان محسوب مي شود (Pandolfi et al., 2012). گزارش شده است تنش شوري با كاهش وزن خشك و غلظت پتاسيم موجود در بافت هاي گياهي مي تواند رشد و عملكرد محصولات زراعي مختلف را كاهش دهد (Pandolfi et al., 2012). به طور كلي تنش شوري باعث تغييرات عمده اي در متابوليسم گياه همانند سميت يوني، تنش اسمزي و توليد گونه هاي فعال اكسيژن نظير پراكسيد هيدروژن، راديكال هاي سوپراكسيد و راديكال هاي هيدروكسيل اشاره نمود. در مواجهه با تنش شوري آنتي اكسيدانت هايي به عنوان رفتگر يا عامل محدود كننده توليد گونه هاي فعال اكسيژن عمل مي كنند ) (Apel et al., 2004. ارزن پادزهري از گراس هاي با توليد و ارزش تغذيه اي بالايي است و به طور ميانگين مي تواند ساليانه 180150 تن علوفه در هكتار با ميانگين پروتئين 1815 درصد توليد كند (Sarwar et al., 2006). برخي مطالعات نشان داده اند كاهش فتوسنتز در مواجهه با تنش شوري از اثرات اصلي تنش شوري محسوب شده كه نتيجه آن كاهش ماده خشك توليدي گياه خواهد بود (Netondo et al., 2004). گراتان و همكاران (Grattan et al., 1999) بيان نمودند كاربرد نيتروژن در شرايط تنش رشد و عملكرد محصولات مختلف را بهبود بخشيد. برخي محققين نيز نشان دادند كاربرد كود نيتروژن توانست اثر منفي تنش شوري در گياهاني نظير ذرت (Alipour et al., 2011) و سورگوم (Esmaili et al., 2008) را كاهش دهد. در بسياري از اين پژوهش ها نشان داده شد كاربرد مناسب كود نيتروژن در شرايط تنش شوري علاوه بر بهبود رشد گياه توانست تحمل به تنش شوري را نيز افزايش دهد. به عبارت ديگر، تنش شوري در سطوح پايين كاربرد كود نيتروژن اثرات منفي بارزتري بر كاهش وزن تر و خشك بوته در مقايسه با سطوح بالاي آن داشت (Grattan et al., 1999). اين مطالعه با هدف تعيين مقدار مناسب كود نيتروژن مصرفي در خاك هاي شور انجام شد. همچنين در اين پژوهش برهمكنش تنش شوري و كود نيتروژن بر رشد و فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيدانتي ارزن پادزهري بررسي شد. مواد و روش‌ها اين آزمايش به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي در 4 تكرار در گلخانه تحقيقاتي دانشكده كشاورزي دانشگاه شيراز در تابستان سال 1393 اجرا شد. فاكتورهاي آزمايشي شامل شوري آب آبياري (شاهد آب شهر (4.0)، 9 و 18 دسي زيمنس بر متر) و مقادير (صفر، 10، 20 و 30 ميلي گرم در كيلوگرم خاك) نيتروژن بود. ويژگي هاي ارتفاع بوته، سطح برگ، وزن تر ريشه و اندام هوايي و وزن خشك ريشه و اندام هوايي در مرحله ظهور گل آذين و همچنين ميزان فعاليت آنزيم هاي كاتالاز، پراكسيداز و سوپراكسيدديسموتاز، غلظت پرولين و نسبت سديم به پتاسيم در برگ و ريشه اندازه‌گيري شدند. تجزيه و تحليل داده ها توسط نرم افزار آماري SAS9.1 و مقايسه ميانگين ها نيز به روش حداقل تفاوت معني دار (LSD) در سطح احتمال 5% انجام گرفت. يافته ها نتايج تجزيه واريانس نشان داد اثر نيتروژن، شوري و اثر متقابل دو عامل بر كليه ويژگي هاي رشدي (به استثناي وزن تر و خشك برگ و تعداد برگ) معني دار بود. تنش شوري باعث كاهش معني دار وزن تر ساقه، وزن تر برگ، وزن تر ريشه، ارتفاع بوته، سطح برگ و نسبت وزن خشك ريشه به وزن خشك ساقه شد. با افزايش نيتروژن و اعمال تنش شوري در مقايسه با تيمار شاهد، فعاليت آنزيم هاي پراكسيداز، سوپراكسيدديسموتاز، كاتالاز و پرولين در تيمار 30 ميلي گرم نيتروژن و شوري 18 دسي زيمنس بر متر به ترتيب به ميزان 78.13، 17.6، 44.7 و 26 برابر افزايش يافت. با كاربرد كود نيتروژن نسبت سديم به پتاسيم ريشه و ساقه به طور معني داي كاهش يافت. به طور كلي كاربرد 20 ميلي گرم كود نيتروژن توانست اثرات منفي تنش شوري را كاهش دهد ولي كاربرد 30 ميلي گرم نيتروژن باعث كاهش معني دار كليه صفات مورد بررسي تحت تنش شوري شد. همچنين نتايج نشان داد تنش شوري باعث كاهش غلظت پتاسيم و افزايش غلظت سديم در بافت هاي گياهي شد كه نتيجه آن كاهش وزن تر برگ، ريشه و ساقه و همچنين ارتفاع بوته، سطح برگ و نسبت وزن خشك ريشه به ساقه بود. نتيجه گيري به طور كلي، نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد در سطوح بالاي تنش شوري، كاربرد كود نيتروژن به ميزان بيشتر از 20 ميلي گرم بر كيلوگرم خاك باعث تشديد اثرات منفي تنش شوري و ايجاد تنش اسمزي شد كه نتيجه آن مي تواند كاهش جذب عناصر غذايي و آب و رشد گياه باشد. به عبارت ديگر، در سطوح شوري پايين، كمبود مواد مغذي مورد نياز گياه مي تواند مهم ترين عامل محدود كننده رشد گياه باشد.
چكيده لاتين :
Introduction Salinity stress is one of the most important environmental stresses in arid and semiarid regions of the world (Pandolfi et al., 2012) .It is reported that, salinity stress by decreasing dry weight and K concentration could be reduce growth and yield of different crops. Generally, salt stress causes a number of changes in plant metabolism. Of them, ion toxicity, osmotic stress and production of reactive oxygen species (ROS)such as singlet oxygen (O2), superoxide radical (O–2), hydrogen peroxide (H2O2), and hydroxyl radical (OH–) are the most prominent responses in plant tissues. The generation of ROS could be limited or scavenged by antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and catalase (CAT) (Apel et al., 2004). Blue panic grass (Panicum antidotale Retz.) is distributed through out the IndoPakistan region. It is found growing in a variety of soils and climatic conditions with a predominant distribution in arid and semiarid regions. Blue panic is a highly productive grass with considerable nutritional value that can produce 150–180 tons of fresh biomass per hectare per year with 1518% protein content (Sarwar et al., 2006). Some studies indicated that decrease of photosynthesis is the main damage of salinity stress that its result is reducing the dry matter production (Netondo et al., 2004).Grattan et al (1999) reported that application of nitrogen fertilizer improved growth and/or yield of different cops in stress conditions.Some studies also indicated that corn (Aalipour et al., 2011) and sorghum (Esmaili et al., 2008) dry matter decreased by increasing salinity but,using nitrogen fertilizer could reduce the negative effect of salinity stress. In most of these studies, the fact that applied nitrogen improves the growth under extreme saline conditions suggests that applied nitrogen increased plant salt tolerance.On the other hand, in comparison to higher levels of nitrogen application, salinity stress in lower levels of nitrogen application, had higher detrimental effect on decrease of dry and fresh weights (Grattan et al., 1999).This study aimed at finding out what amount of nitrogen fertilizer must be applied in saline soils and, furthermore, its main objective was to investigate the interactive effects of salinity and nitrogen fertilizer on growth and antioxidant activity of blue panicgrass. Materials and Methods This experiment was conducted at green house of College of Agriculture, Shiraz University, in 2014. The experiment was carried out in factorial arrangement based on completely randomized design with four replicates. Treatments included nitrogen at four levels (0, 10, 20 and 30 mg kg1 soil) and three levels of salinity (0.4, 9 and 18 dS m1). Studied features were included plant height, leaf area, root and shoot dry weight, root and shoot fresh weight at flowering stage, as well asthe activity of antioxidant enzymes (SOD, POD and CAT), proline and Sodium/potassium ratios in stem and root were measured. Analysis of variance of the data was carried out using SAS (2002) software. LSD test was applied to compare means of each trait at 5% probability level. Excel (2010) software was used to draw figures. Results and Discussion Results showed that effect of nitrogen, salinity and their interaction were significant on all traits (except for leaf fresh weight, leaf dry weight and leaf number). Salinity stress decreased stem fresh weight, leaf fresh weight, root fresh weight, plant height, leaf area and root/stem dry weight ratio. In comparison with control treatment, the activity of antioxidant enzymes (SOD, POD and CAT) and proline increased 13.78, 6.17, 7.44 and 26 times in high levels of salinity (18dSm1) and nitrogen (30 mg kg1), respectively. Sodium/potassium ratio in stem and root were significantly decreased under nitrogen treatment.Generally, 20 mg/kg nitrogen could reduce the negative effects of salinity stress but, application of 30 mg/kg nitrogen significantly decreased all traits under salinity levels.The results also indicated that, soil salinity reduced K uptake and increased Na concentrations in plant tissues,as a result,stem fresh weight, leaf fresh weight, root fresh weight, plant height, leaf area and root/stem dry weight ratio were decreased. Conclusion In general, the obtained results indicated that in high salinity levels, application of nitrogen fertilizer in dose of higher than 20 mg/kg may cause more salinity and osmotic pressure, as well as may decrease water and nutrients uptake and plant growth. In other words, under low salinity level, nutrients deficiency can be the main limitation factor for plant growth.
