چگونگی انتقال نهال گردو از گلخانه به باغ و مقاومت آن در برابر تنش خشکی

نهال گردو از جمله نهال‌هایی است که در مقابل تنش خشکی مقاومتی ندارد لذا در هنگام انتقال از گلخانه خزانه به محیط باغ به خاطر گرما و کم‌آبی دچار تنش شده و از بین می‌رود. در پژوهشی محققان تلاش کردند تا با اعمال تنش شوری، خشکی کنترل شده و یا با استفاده از بتاآمینوبوتیریک اسید در نهال‌های گردو چندلر کشت بافتی نسبت به شوک انتقال تحمل سیستمیک در نهال ایجاد کنند. این آزمایش به صورت كاملا تصادفی با 4 تیمار و 8 بار تكرار انجام شد. بعد از گذشت 3 ماه نهال‌ها به باغ انتقال داده شدند و 2 نکته‌ی زیر را مورد بررسی قرار دادند:

  1. درجه گشودگی روزنه‌ها و سرعت از دست رفتن آب از برگ جدا شده
  2. اندازه گیری رشد، سرعت فتوسنتز، سبزینگی برگ، و شاخص پايداری غشا

نهال‌های آزمایش شده عملکرد بهتری در كنترل روزنه نسبت به از دست دادن آب داشتند و این نهال‌ها در محیط باغ در مقایسه با نهال‌های شاهد به ویژه پیش تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید، سرعت فتوسنتز و هدایت روزنه‌ای بیشتری داشتند. همچنین بعد از انتقال نهال‌های مورد نظر به باغ در پیش تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید نسبت به سایر تیمارها محتوای نسبی کلروفیل برگ در سطح بالاتری قرار گرفت. در مراحل پایانی آزمایش، پیش تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید و تنش شوری به صورت معنی‌داری وزن تر شاخساره و ریشه و وزن تر كل درخت را نسبت به نهال‌های شاهد افزایش دادند نتیجه‌ای که بدست آمد ثابت کرد که پیش تیمار بتاآمینوبتیریک اسید و تنش شوری با القا تحمل در گردو قادر هستند در جهت كنترل شوک انتقال و سازگاری نسبت به شرايط نامساعد محیطی عمل نمایند.

 

بهبود فتوسنتز نهال گردو در برابر تنش خشکی

 

مقاومت نهال گردو در برابر تنش‌های خشکی

نهال گردو نسبت به تنش‌های خشکی و گرما حساسیت زیادی دارد در واقع بحران خشکی و گرما ممکن است باعث توقف رشد، آسیب به تاج و یا نابودی این نهال شود. این بحران ممکن است در هنگام انتقال نهال از گلخانه به باغ به وجود بیاید. از عواملی که نفوذپذیری غشا سلولی را در نهال‌ها افزایش می‌دهد، تنش خشکی است که باعث کاهش عملکرد فتوسنتز، تعرق و هدایت روزنه‌ای تحت‌تاثیر پتانسیل پایین آب برگ می‌گردد.

چه عواملی باعث کاهش عملکرد فتوسنتز در شرایط تنش آبی می‌شود؟

  1. عوامل محدود كننده هدایت روزنه‌ای یعنی با بسته شدن روزنه‌ها فتوسنتز محدود ميگردد.
  2. عوامل محدود كننده غير روزنه‌ای شامل عوامل زیست شیمیایی فتوسنتز مانند مقدار كلروفيل، مقدار فعالیت آنزیم رابیسكو، سیستم انتقال الكترون فتوسنتزی، فسفريلاسيون نوری و متابولیت‌هایی نظیر قندها می‌باشند.

عوامل موثر در بهبود شرایط تنش‌زا

مطالعات اثبات کرد که القای پاسخ‌های دفاعی در گیاهان عملكرد آنها را تحت شرایط نامساعد و تنش‌زا بهبود می‌بخشد بدین ترتیب روش‌های زیادی از جمله کاربرد تنظیم کننده‌های رشد گیاهی یا تنش آبی طولانی موجب افزایش تحمل به تنش در گیاهان می‌شود. تنش‌های شوری می‌توانند مکانیسم‌های دفاعی مختلفی  مانند مکانیسم‌های تنظیم اسمزی، تشدید فعالیت عوامل آنتی‌اکسیدان و تغییرات موفوفیزیولوژیک را در گیاه فعال نماید. علاوه بر تنش‌های محیطی، مولکول‌های عامل سیگنال‌دهنده تنش‌های محیطی و غیرمحیطی نیز قادر هستند منجر به القا واکنش‌های دفاعی در نهال شوند. در این رابطه، بتاآمینوبوتیریک اسید نقش موثری در تنظیم ژن‌های درگیر در مقابل واکنش به تنش‌ها را دارد لذا موجب فعال شدن پاسخ‌های دفاعی به تنش می‌شود. میزان تاثیر بتاآمینوبوتیریک اسید در گیاهان با افزایش تجمع mRNA مربوط به آبسزیک اسید و سیگنالینگ اولیه اتیلن رابطه‌ی مستقیمی دارد. بتاآمینوبوتیریک اسید باعث افزایش تحمل نهال در برابر تنش خشکی می‌شود روند کار این اسید در گیاه بدین صورت می‌باشد که منجر به تجمع آبسزیک‌اسید و مسدود شدن روزنه می‌شود لذا مصرف آب را کاهش داده و فعالیت آنزیمهای آنتی‌اکسیدان را افزایش می‌دهد. در پژوهش حاضر فرض شده كه اگر سیستم دفاعی گیاه با کمک تنش شوری یا خشكی كنترل شده و یا با استفاده از بتاآمینوبوتیریک اسید تحریک گردد، گیاه قادر خواهد شد تا با حفظ كلروفیل و فتوسنتز نسبت به تنش‌های چندگانه‌ای كه پس از انتقال به محيط باغ با آن روبرو می‌گردد و شوک انتقال تحمل بيشتری نشان دهد.

 

نهال گردو

 

آزمایشات انجام شده جهت بالا بردن مقاومت نهال گردو در مقابل تنش خشکی

مواد و روش‌های به کار گرفته شده در این آزمایش

آزمایشات مربوطه در این پژوهش روی 32 نهال کشت بافتی گردو رقم چندلر در گلخانه‌ای انجام شد این نهال‌ها به مدت 3 ماه در بستر کوکوپیت پرلیت در گلخانه مستقر شدند. در این 3 ماه آب فراوان در حد ظرفیت مزرعه تامین می‌شد همچنین با محلول غذایی هوگلند نيم غلظت، حفظ رطوبت محيط در حد 50 درصد و دما در حد 25 درجه سانتی‌گراد پرورش یافتند. نهال‌ها پس از استقرار در گلدان تحت چهار نوع تيمار به شرح ذیل قرار گرفتند:

  1. تیمار اول: آبیاری بدون نمک (شاهد)
  2. تیمار دوم: اعمال تنش شوری با حل کردن نمک Na2SO4 در 3 مرحله با غلظت‌های 25، 50 و 100 میلی‌مولار در لیتر با فاصله 3 روز
  3. تیمار سوم: تنش خشکی با افزایش دوره آبیاری با فاصله یک هفته برای یک دوره یک ماهه
  4. تیمار چهارم: محلول‌پاشی بتاآمینوبوتیریک اسید (BABA) به فاصله 2 روز

پس از اتمام دوره پیش تیمار نهال‌ها به گلدان‌هایی که خاکشان با ماسه و کوکوپیت اصلاح شده بود با نسبت 3:1:1 منتقل و در فضای باز تحت آبياری با فواصل زمانی 7 روزه قرار گرفتند. به منظور بررسی میزان عملکرد تیمارهای مختلف در جهت القای تحمل به شوک انتقال، شاخص‌های زير در انتهای دوره تنش تیماردهی ارزيابی شد:

  1. شاخص‌های رشد، سرعت فتوسنتز
  2. سبزینگی برگ
  3. درجه گشودگی روزنه‌های برگ با تهیه اسلاید از سطح زیرین برگ و سرعت از دست رفتن آب از برگ جدا شده.

نتایج بدست آمده از آزمایشات

میزان تحمل نهال به خشکی رابطه‌ی مستقیمی با میزان کنترل هدر رفتن آب از برگ‌های کنده شده گردو دارد یعنی هر چه نهال در برابر تنش خشکی مقاومت بیشتری را از خود نشان دهد کنترل بیشتری در از دست دادن آب از برگ‌های جدا شده دارد. با اعمال پیش تیمارها تفاوت معنی‌داری از نظر سرعت هدر رفتن آب از برگ‌های جدا شده بین تیمارها بعد از یک هفته مشاهده شد.  بعد از یک ربع کمترین سرعت هدر رفتن آب مربوط به پیش‌تیمار شوری و بیشترین سرعت مربوط به پیش‌تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید بود. این هدر رفتن‌ها در زمان 30 دقیقه در مقایسه با تیمار شاهد کاهش پیدا کرد و این شرایط تا یک دقیقه بعد از جدا کردن برگ ادامه داشت. با نتایج حاصل شده از این آزمایش ثابت شد که در این نهال‌های پیش تیمار روزنه‌ها نسبت به از دست دادن آن کنترل بیشتری داشتند.

در هنگام انتقال نهال‌ها به باغ، تنش خشکی که همان کم‌آبی و گرما است گیاه را تهدید می‌کند یعنی می‌تواند باعث توقف رشد گیاه، عملکرد، پایداری غشا و محتوای رنگ‌دانه شود و فعالیت فتوسنتزی را مختل کند. نهال‌های گردو که تحت پیش‌تیمار شوری، کم‌آبی و بتاآمینوبوتیریک اسید قرار داشتند در مقایسه با نهال‌های شاهد سرعت فتوسنتز و هدایت روزنه‌ای بیشتری داشتند.

نقش تنش خشکی در فرایند فتوسنتز و میزان کلروفیل برگ

تنش خشکی نقش موثری در فرآیندهای فتوسنتز و تنفس نهال دارد. با وجود اینکه مسدود شدن روزنه‌های گیاه در روزهای گرم و خشک از میزان اتلاف آب می‌کاهد ولی در مقابل باعث کاهش ورود دی‌اکسیدکربن به برگ شده که باعث کاهش سرعت فتوسنتز می‌شود همچنین گیاه به خاطر بسته شدن روزنه گیاه کم عرق می‌کند و مانع از خنک شدن برگ می‌شود و تجمع گرما در برگ سبب آسیب به واکنش‌های فتوسنتز می‌شود.

علاوه بر این آسیب‌های ساختاری به دستگاه فتوسنتز باعث کاهش عملکر فتوسنتز  و رشد گیاه می‌شود. میزان کلروفیل برگ رابطه‌ی معکوسی با تنش خشکی گردو دارد یعنی هر چقدر تنش خشکی بیشتر میزان کلروفیل برگ کمتر خواهد شد چون در اثر تشكیل رادیكالهای آزاد، کلروفیل برگ تخریب می‌شود. در این آزمایش ثابت شد که پیش‌تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید توانست میزان كلروفیل برگ را پس از انتقال به باغ نسبت به شاهد افزایش دهد. در کل مشخص شد كه پیش تیمارهای مختلف با فراهم کردن شرایطی برای ورود مستمر دی‌اکسیدکربن برگ و حفظ كلروفیل در مقابل تنش خشکی باغ به ثبات فتوسنتز کمک می‌کند.

 

بهبود فتوسنتز نهال گردو در برابر تنش خشکی

 

نقش تنش خشکی در وزن تر و وزن خشک اندام‌های هوایی نهال‌ها

در مراحل پایانی آزمایش مشخص شد که قطر و ارتفاع ساقه گیاهان در هیچ یک از پیش تیمارها تفاوت معنی داری وجود نداشته است. در پیش تیمار کم آبی بیشترین تعداد برگ و در پیش تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید بیشترین تعداد برگچه‌ها مشاهده شد لذا كمترين تعداد برگ و برگچه در گياهان تيمار شاهد مشاهده گرديد. وزن تر شاخساره در پیش تیمارهای تنش‌شوری و بتاآمینوبوتیریک اسید در مقایسه با شاهد و پیش‌تیمار کم آبی افزایش یافت علاوه بر آن پیش تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید وزن تر ریشه را نسبت به دیگر پیش تیمارها افزایش داد. بعد از 3 ماه انتقال نهال به باغ وزن تر کل درختان را پیش تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید نسبت به شاهد و پیش‌تیمار کم آبی افزایش می‌دهد.

در آزمایش انجام شده پیش تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید و تنش شوری میزان وزن تر کل درختان را نسبت به شاهد افزایش دادند. نهال گردو پس از انتقال به باغ و نگهداری در شرایط کم آبی منجر به کاهش بیومس اندام هوایی و ریشه گردو طی تنش خشکی می‌شود همچنین در آزمایشاتی که قبلا صورت گرفته شد بود اثبات شد که وزن تر و وزن خشک اندام‌های هوایی نهال‌ها طی این تنش کاهش می‌یابد. بنابراین افزایش وزن تر شاخساره و ریشه و وزن تر کل در تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید منجر به افزایش تحمل نهال‌های تحت پیش‌تیمار BABA و تنش شوری پس از انتقال به محیط گرم و خشک باغ می‌باشد.

نتیجه‌گیری

در اين آزمایش اثبات شد که گياهان تحت پیش تیمار بتاآمینوبوتیریک اسید و تنش شوری توانستند به خوبی روزنه‌ها را در هدر رفتن آب کنترل کنند همچنین در مقایسه با گیاهان شاهد سرعت فتوسنتز، هدایت روزنه‌ا‌ی و محتوای نسبی كلروفیل بيشتری داشتند كه ثمره فراهم کردن محیطی جهت ورود مستمر دی‌اكسیدكربن به برگ و حفظ كلروفیل توسط پیش تيمارهای اعمال شده در شرایط گرم و خشک باغ بوده كه باعث ثبات فتوسنتز در شرایط کنونی شد. علاوه بر این با اندازه‌گیری میزان وزن تر ریشه، وزن تر شاخساره و وزن تر كل درخت پس از اتمام مرحله‌ی انتقال در محیط گرم و خشک باغ و افزايش اين شاخص‌ها در گياهان تحت پیش تیمار تنش شوری و بتاآمینوبوتیریک اسید نسبت به گياهان شاهد چنین نتیجه‌گیری شد که این پیش‌تیمارها سبب افزایش تحمل و مقاومت در نهال گردو در مقابل تنش‌های محیط باغ شده‌اند.

مرجع

احترامی فینی، فریبا و کریمی، سهیل و وحدتی، کوروش و مختصی بیدگلی، علی،1396،ارزیابی پیش تیمارهای مختلف در بهبود فتوسنتز و رشد نهال گردو پس از انتقال به محیط باغ،سومین همایش ملی مدیریت آب در مزرعه (تقاضا محوری آب)،کرج،،،https://civilica.com/doc/738189

دیدگاه‌ها 0

*
*