نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
دانشگاه شهید چمران اهواز
چکیده
کلیدواژه‌ها
مقدمه
گندم به دلیل ارزش غذایی و طیف نسبتاً وسیع سازگاری به شرایط متفاوت آب و هوایی در مقایسه با سایر گیاهان زراعی در سطح وسیع‌تری کشت می‌شود(Mianetal., 2007). گسترش کشت گندم در مناطق مختلف، این گیاه را تحت تأثیر شرایط محیطی مختلفی قرار داده، واکنش‌های متفاوت عملکرد را در آن موجب گردیده است. اگرچه تمامی تنش‌های زنده و غیر زنده از عوامل مهم کاهش دهنده عملکرد گندم محسوب می‌شوند، اما رطوبت و دما از مهمترین عوامل مؤثر بر عملکرد این گیاه زراعی به شمار می‌روند(Akmaletal., 2011; Entez and Flower, 1990).
یکی از عوامل دستیابی به عملکرد بالا در واحد سطح، درصد و سرعت جوانه‌زنی بذرها و استقرار گیاهچه‌های حاصل از بذرهای کشت شده است. به طور طبیعی هرچه سرعت جوانه‌زنی و درصد بذرهای جوانه زده در مزرعه بیشتر باشد استفاده از منابع رشدی نظیر نور، آب و عناصر غذایی بهتر خواهد بود (Fotietal., 2002). تنش‌هایی چون خشکی، دماهای پایین و بالا در هنگام جوانه‌زنی، سله بستن خاک، کشت بی موقع، آماده نبودن کافی بستر بذر و... ازجمله عواملی هستند که استقرار گیاهچه‌ها را در مزرعه محدود می‌کنند (Farooqetal., 2008; McDonald, 2000).به طور نظری کیفیت بذر میتواند بر عملکرد گیاهان زراعی به طور مستقیم و یا غیرمستقیم اثر بگذارد. اثر غیر مستقیم شامل درصد و زمان از کاشت تا سبز شدن ( سرعت سبز شدن ) می شود که از طریق تغییر تراکم گیاهی، آرایش فضایی و بقای محصول بر عملکرد اثر می گذارند (Ellis, 1992).یکی از تکنیک هایی که بنیه بذر و درنتیجه استقرار گیاهچه‌ها را در مزرعه بهبود می‌بخشد، پرایمینگ بذر می باشد (Gupta etal., 2008; Parera and Cantiliffe, 1994). در جریان عمل پرایمینگ، بذرها اجازه می‌یابندتا حد کمی آب جذب کنند ( تا قبل از خروج ریشه چه) و سپس از محیط آب خارج می‌شود. مقدار آب جذب شده در حدی است که مانع از جوانه‌زنی می‌شود، اما امکان وقوع یکسری فرایندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی پیش از جوانه‌زنی را فراهم می‌آورد. تیمارهای پرایمینگ بذر به منظور سرعت بخشیدن به جوانه‌زنی و رشد گیاهچه در شرایط طبیعی و تنش استفاده می‌گردند(Basra etal., 2003; Harris etal., 2001). مهمترین اثر این عمل افزایش بنیه ، رویش سریع و یکنواخت گیاهچه است که زمان و هزینه کاشت و داشت را کاهش می‌دهد. گزارشهای مختلفی حاکی از آن است که پرایمینگ بذر باعث افزایش درصد، سرعت و یکنواختی جوانه‌زنی و سبز شدن بذر می‌گردد (Ashraf and Rauf, 2001; Murunguetal., 2004). در میان روش‌های پرایمینگ، هیدروپرایمینگ یکی از انواع پرایمینگ می‌باشدکه به دلیل کم هزینه بودن به صورت وسیع تر و ساده تری قابل اجرا می‌باشد. درهیدروپرایمینگ بذرها برای یک مدت زمان از قبل مشخص شده در آب مقطر قرار می‌گیرند و سپس تا حد برگشت به رطوبت اولیه خودخشک شده و برای استفاده تا زمان کاشت ذخیره می‌شوند (McDonald, 2000).
در اقلیمهای مدیترانه‌ایمثل خوزستان که زمستان ملایمی دارند و گندم در پاییزکشت می‌شودگیاه در مرحله گلدهی تا رسیدگی فیزیولوژیک، با تنش گرمای انتهای فصل رشد مواجه شده و عملکرد آن به مقدار زیادی کاهش می‌یابد. برای مقابله با این مشکل می‌توان از راهکارهای به‌زراعی و به‌نژادی استفاده نمود (Radmehretal., 2005; Reynolds etal., 1994). تطبیق فنولوژی رقم مناسب بات اریخ کاشت مطلوب سبب می‌شود رشد و نمو گیاه در شرایط محیطی مساعدی سپری شده و محصول دانه مطلوبی تولید نماید (Chen etal., 2003; Mianetal., 2007). تاریخ کاشت مناسب موجب بهره‌گیریبهینه از عوامل اقلیمی نظیر درجه حرارت، رطوبت و طول روز می‌گردد و فاکتور مهمی است که بر طول دوران رشد رویشی و زایشی و توازن بین آنها تأثیر می‌گذارد (Radmehretal., 2005). در کشت دیرهنگام گندم گیاهان باید سیکل زندگیشان را در یک دوره کوتاه کامل کنند و تجمع نشاسته در گیاهانی که با تأخیر کشت شده‌اندنسبت به گیاهانی که به موقع کشت می‌شوندزودتر پایان می‌یابد(Khan etal., 2010). کشت دیر هنگام منجر به جوانه‌زنی ضعیف و تأخیر در سبز شدن به دلیل غالب شدن دماهای پایین در این مرحلهمی‌شود. بنابراین استقرار ضعیف گیاه زراعی عملکرد دانه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. از طرف دیگر دماهای بالا در مراحل انتهایی رشد سبب کوتاه شدن دوره پرشدن دانه و رسیدگی زودهنگام می‌شود. نشان داده شده است که پرایمینگ بذر سبب بهتر شدن اجرای کشت دیرهنگام گندم به صورت کاهش زمان بین کاشت و سبز شدن گیاهچه و افزایش یکنواختی سبز شدن، استقرار بهتر گیاه زراعی و عملکرد نهایی می‌شودetal.,Sattar) 2010; Shah etal., 2006.) آزمایش حاضر با هدف ارزیابی اثرات پرایمینگ بذر و تاریخ کاشت بر ویژگیهای سبز شدن و عملکرد سه رقم گندم نان در شرایط آب و هوایی اهواز انجام شد.
موادوروشها
این آزمایش در سال زراعی 93-1392 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز ( با عرض جغرافیایی 31 درجه و 20 دقیقه شمالی، طول جغرافیایی 48 درجه و 38 دقیقه شرقی و ارتفاع 20 متر از سطح دریا) اجرا شد. خاک مزرعه دارای بافت لومی رسی با PH برابر 6/7 و میزان مواد آلی، نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم قابل جذب به ترتیب برابر با 65/0 و 058/0 درصد و 1/8 و 3/169 میلی گرم بر کیلوگرمبود. آزمایش به صورت اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار انجام گردید. سه تاریخ کاشت 13 آذر، 27 آذر و 14 دی، کرتهای اصلی و ترکیبات تصادفی دو فاکتور پرایمینگ و رقم، کرتهای فرعی راتشکیل دادند. فاکتور پرایمینگ شامل تیمارهای هیدروپرایمینگ و بدون پرایمینگ (شاهد) و فاکتور رقم شامل سه رقم استار (دیر رس)، چمران (متوسط رس) و فونگ(زود رس) بود. در تیمار هیدروپرایمینگ بذرها به مدت 8 ساعت (مدت زمان مناسب از قبل طی آزمایشی مشخص شد) در آب مقطر هوادهی شده خیسانده و در دمای 24 درجه سانتیگراد در محیط فیتوترون قرارگرفتند و سپس بهمدت 48 ساعت در دمای 27 درجه سانتیگراد خشک شدند(Giri and Schillinger, 2003). در هر کرت آزمایشی، بذرهادر هشت خط به طول سه متر، با فاصله ردیف 20 سانتی متر و با تراکم 400 بوته در متر مربع کشت گردید. به منظور افزایش دقت در اجرای آزمایش بذرهای هر خط کشت در پاکتهای مجزا قرار داده شد. کوددهی(N_P_K) بر مبنای نتایج آزمون خاک و بر اساس 150 کیلوگرم در هکتار نیتروژن خالص( در دو زمان کاشت و شروع ساقه رفتن) ، 80 کیلوگرم در هکتار P2O5 و 100 کیلوگرم در هکتار K2O (در زمان کاشت) انجام شد. مبارزه با علف های هرز به صورت دستی انجام گردید. آبیاری در هر تاریخ کشت در زمان کاشت و روز چهارم بعد از کاشت ( به جز تاریخ کاشت سوم که بارندگی رخ داد) و در طول فصل رشد آبیاری تکمیلی در مراحل ساقه رفتن، گلدهی و پر شدن دانه انجام شد. به منظور تعیین زمان سبز شدن (زمانتاسبزشدنحداقل50 درصد گیاهچه ها به عنوان زمان سبز شدن در نظر گرفته شد) از روز دوم پس از کاشت، مزرعه روزانه بازبینی شده و از زمان شروع سبز شدن، شمارش تعداد گیاهچه‌هایسبز شده تا سبز شدن 200 گیاهچه در متر مربع یا بیشتر ( زیرا ممکناستهمزمانبیشتراز 50 درصدسبز شوند) در دو ردیف وسط هر کرت ( در سطحی معادل یک متر مربع و با درنظرگرفتن 25 سانتی متر از بالا و پایین هر خط به‌عنوان حاشیه) انجام شد.برای تعیین درصد سبز شدن، تعداد گیاهچه‌ها در دو ردیف وسط هرکرت ( در سطحی معادل یک متر مربع و با درنظرگرفتن 25 سانتی متر از بالا و پایین هر خط به‌عنوان حاشیه) در دو زمان 16 و 25 روز پس از کاشت شمارش شد. تعداد سنبله در متر مربع با شمارش تعداد سنبله‌های قرارگرفته در دو نمونه تصادفی از یک کوادرات با مساحت 250 سانتی متر مربع و با محاسبه یک تناسب مشخص گردید. تعداد دانه در سنبله نیز بر مبنای میانگین 20 سنبله تعیین شد. به منظور اندازه‌گیری عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت دو خط اول و آخر و همچنین نیم متر از ابتدا و انتهای بقیه خطوط به‌عنوان حاشیه حذف و سطح باقیمانده (6/1 متر مربع) برداشت شد. شاخص برداشت بر حسب درصد و بر اساس تقسیم عملکرد دانه بر عملکرد بیولوژیکی تعیین گردید. تجزیه‌های آماری با نرم افزارMSTATCو مقایسه میانگین‌ها نیز با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 05/0 انجام شد.
نتایجوبحث
درصد و زمان سبز شدن
نتایج تجزیه واریانس داده های آزمایشی نشان داد که اثر تاریخ کاشت، پرایمینگ بذر و اثر متقابل تاریخ کاشت و پرایمینگ بذربر صفات درصد سبز شدن و زمان سبز شدن در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار است (جدول1). مقایسه میانگین درصد سبز شدن نشان داد که بیشترین درصد سبز شدن متعلق به تاریخ کاشت اول و کمترین آن مربوط به تاریخ کاشت دوم بود (جدول2). در مورد زمان سبز شدن نیز مشاهده شد که تاریخ کاشت دوم بیشترین زمان را به خود اختصاص داد که علت آن نیز میتواند پایین بودن دمای هوا و خشک شدن خاک در اینتاریخکاشتباشد. میانگین حداقل دمای محیط در مدت زمان کاشت تا سبز شدن در سه تاریخ کاشت اول، دوم و سوم به ترتیب شامل1/9 ، 2/4 و6/6 درجه سانتی‌گرادبود. پایین بودن دمای هوا در تاریخ کاشت دوم سبب تأخیر در سبز شدن و مواجه شدن این مرحله با تنش‌های دما و رطوبت گردید به نحوی که ظهور گیاهچه‌ها نسبت به تاریخ کاشت سوم نیز کمتر بود (شکل1).
در این آزمایش اثر پرایمینگ بذر نشان داد که هیدروپرایمینگ بذرها سبب افزایش درصد سبز شدن تا حدود 5 درصد و کاهش زمان سبز شدن تا 7/2 روز شد (جدول2). پرایمینگ بذر بیشترین تأثیر را در تاریخ کاشت دوم داشت به صورتی که درصد سبز شدن را تا حدود 10 درصد افزایش داد. کید و وست (Kidd and West, 1918) برای اولین بار ثابت نمودند که خیساندن بذرها برای دوره های زمانی کوتاه بر درصد جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌ها در مراحل بعدی اثر مطلوبی دارد و این اثر مثبت بعد از خشک کردن مجدد بذر نیز حفظ می‌شود. ابوطالبیان و همکاران (Aboutalebianetal., 2008) اظهار داشتند که هیدروپرایمینگ بذر گندم با آب معمولی، سرعت و درصد جوانه‌زنی ارقام دیمرا در هر سه منطقه سردسیر (همدان)، معتدل (کرج) و گرمسیر (سرپل ذهاب) و رقم آبی الوند در همدان را در هر دو تاریخ کاشت به موقع و دیر هنگام افزایش داد.بذور با قدرت بالاتر و کیفیت بیشتر می‌توانند بهتر سبز شوند و در شرایط مواجه با تنش‌های محیطی گیاهچه‌های نیرومندتری تولید کنند (Ellis and Robert, 1981; De Figueiredoetal., 2003).
اجزای عملکرد وعملکرد دانه
تأخیر در کاشت موجب کاهش معنی‌دار تعداد سنبله در واحد سطح شد. در آزمایش مشتطی و همکاران (Moshattatietal., 2010) که در ملاثانی (35 کیلومتری شمال شرقی اهواز) انجام شد نیز بیشترین تعداد سنبله در واحد سطح مربوط به تاریخ کاشت اول (15 آبان ) و کمترین آن مربوط به تاریخ کاشت چهارم ( 15 بهمن ) بود. اثر متقابل تاریخ کاشت و پرایمینگ بذر بر تعداد سنبله در متر مربع نشان داد که هیدروپرایمینگ سبب افزایش معنی‌دار تعداد سنبله در تاریخ کاشت های دوم و سوم شده و این تأثیر در تاریخ کاشت دوم بیشتر بوده است (شکل2) که این افزایش ناشی از اثر هیدروپرایمینگ بر افزایش درصد سبز شدن بود. اثر رقم نیز در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود و بیشترین تعداد سنبله در متر مربع در رقم متوسط رس چمران دیده شد (جدول2).بیشترین وکمترین تعداد دانه در سنبله به ترتیب به تاریخ کاشت اول و سوم تعلق داشت. کاهش تعداد دانه در سنبله در تاریخ کاشت های دوم و سوم احتمالاً به دلیل کاهش طول دوره تشکیل آغازه‌های گل (مرحله برجستگی دوگانه تا تشکیل سنبلچه انتهایی و همچنین مرحله تمایز گلچه‌ها) و کم شدن تعداد سنبلچه در سنبله و تعداد دانه در سنبلچه به علت مصادف شدن با درجه حرارت بالا می‌باشد. اثر پرایمینگ در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار شد و هیدروپرایمینگ سبب افزایش تعداد دانه در سنبله تا حدود 5/1 دانه نسبت به شاهد (بدون پرایم) گردید (جدول2). طبق نظر ربتزکه و همکاران (Rebetzkeetal., 2004) و ریچاردز و لوکاس (Richard and Lukacs, 2002) سبز شدن زودتر گیاهچه‌ها در مزرعه با تسریع در بسته شدن کنوپی گیاهی از عوامل اساسی در بهبود عملکرد است. در آزمایش عبدالرحمنی و همکاران (Abdolrahmanietal, 2007) نیز اثر سودمند پرایمینگ بذر بر شاخص های رشد و عملکرد دانه به سبز شدن و استقرار سریع گیاهچه‌ها و درنهایت استفاده بهتر از نور، رطوبت خاک و عناصر غذایی به وسیله گیاهان حاصل از بذرهای پرایم شده نسبت داده شد.
با به تأخیرافتادن کشت، کاهشمعنی‌داری در وزن هزاردانه دیده شد. بیشترین مقدار وزن هزاردانه (40/38 گرم ) متعلق به تاریخ کاشت اول و کمترین آن (54/32 گرم ) مربوط به تاریخ کاشت سوم بود. به نظر می‌رسد که با تأخیر در کاشت، مرحله پرشدن دانه با درجه حرارت های بالا مواجه شده و طول دوره و احتمالاً سرعت پرشدن دانه کاهش یافته و منجربه کاهش وزن هزار دانه می‌شود. کاهش وزن هزاردانه در اثر تأخیر در کاشت توسط رادمهر و همکاران (Radmehretal., 2005) و چن و همکاران (Chen etal., 2003) نیز گزارش شده است. از نظر وزن هزاردانه ارقام نسبت به تاریخ های کاشت عکس العمل متفاوتی داشتند. تأخیر در کاشت بیشترین تأثیر را روی رقم دیررس استار داشت (شکل3). در آزمایش مشتطی و همکاران (Moshattatietal., 2010) رقم استار به عنوان یک رقم حساس به تنش گرما شناخته شد.
مقایسه میانگین ارقام از نظر صفت عملکرد دانه نشان داد که بیشترین عملکرد مربوط به رقم چمران ( 2/4646 کیلوگرم در هکتار) بود. هیدروپرایمینگ نسبت به تیمار شاهد سبب افزایش معنی‌دار عملکرد دانه (حدود 17 درصد) شد (جدول2) که این افزایش نتیجه تأثیر بر درصد سبز شدن و تراکم نهایی، استقرار سریعتر گیاهان و بهبود اجزای عملکرد بوده است. در مورد شاخص برداشت، تاریخ کاشت اثر معنی‌داری بر این صفت داشت و تأخیر در کاشت سبب کاهش این صفت شد. در این آزمایش شاخص برداشت تحت تأثیر تیمار هیدروپرایمینگ قرار نگرفت. اثر متقابل تاریخ کاشت و رقم بر شاخص برداشت نشان داد که تأخیر در کاشت بیشترین و کمترین تأثیر را به ترتیب در رقم دیررس استار و رقم زودرس فونگ داشت (شکل4). این نتیجه بیان می‌داردکه رقم دیررس استار در صورتی که در اوایل فصل کشت شود دوره رشد و نمو طولانی تری داشته و عملکرد بیشتری خواهد داشت.
نتیجه گیری
با توجه به نتایج به دست آمده از این آزمایش، می‌توان نتیجه گرفت که تاریخ کاشت یکی از عوامل مهم تعیین کننده عملکرد به شمار می‌رود و تأخیر آن به دیرتر از محدوده زمانی مناسب، باعث کاهش عملکرد دانه به دلیل تأثیر بر سبز شدن (غالب شدن دماهای پایین و کاهش درصد
تاریخ های کاشت
سبز شدن و افزایش مدت زمان سبز شدن) و متأثر شدن اجزای عملکرد دانه ( کاهش طول دوره رشد و نمو و تنش گرمای انتهای فصل) می‌شود. در این آزمایش عملکرد دانه در تاریخ کاشت های دوم و سوم نسبت به تاریخ کاشت اول حدود 29 درصد کاهش یافت. همچنین اگر بر اساس دوره رشد متفاوت ارقام (زودرس، متوسط رس، دیررس) رقم مناسب برای هر تاریخ کاشت درنظرگرفته شود می‌توان ضمن حفظ عملکرد بالا تولید را پایدارتر نمود. نتایج نشان داد که رقم زودرس فونگ واکنش کمتری نسبت به تأخیر در زمان کاشت (با توجه به گرمای انتهای فصل) نشان می‌دهد. به نظر می‌رسدکه کاربرد تیمار هیدروپرایمینگ بذرهای گندم بویژه درکشت دیرهنگام میتواند بر درصد سبز شدن و میانگین زمان سبز شدن در مزرعه و در نهایت بر عملکرد اثر داشته باشد. بذور پرایم شده با قدرت بالاتر و کیفیت بیشتر می‌توانند بهتر سبز شوند و در شرایط مواجه با تنش‌های محیطیگیاهچه‌های نیرومندتری تولیدکنند. با توجه به نتایج این پژوهش چنین به نظر می‌رسد که تیمار هیدروپرایمینگ توانسته اثرات محدود کننده دو عامل کمی دما و کمی رطوبت را بر جوانه‌زنی و ظهور گیاهچه‌های گندم تعدیل نماید.
)