اثر شوري و خشكي بر رشد، كارايي مصرف آب و غلظت سديم و پتاسيم دو ژنوتيپ گندم بهاره آبي و ديم

Effects of salinity and drought on growth, water use efficiency and sodium and potassium concentrations of two irrigated and rain-fed spring wheat genotypes

سابقه و هدف: اثرات تنش خشكي و شوري از نظر كمبود آب در گياه شبيه به هم هستند، اما در تنش دراز مدت شوري، گياه علاوه بر تنش خشكي تحت تاثير تنش زيادي يون و اسمز بالا هم قرار مي‌گيرد. استان گلستان داراي خاك‌هايي با درجات مختلف شوري (با بيش از 38 درصد اراضي شور) و شرايط مختلف زراعت (آبي و ديم) مي‌باشد. هدف از آزمايش بررسي و شناخت فيزيولوژيكي با اندازه‌گيري‌هايي از برخي صفات رشدي، كارايي مصرف آب و غلظت هاي سديم و پتاسيم گياه روي ارقام متحمل گندم آبي و ديم بود. مواد و روش‌ها: آزمايش به صورت گلداني و در گلخانه دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان واقع در پرديس جديد به صورت فاكتوريل با دو رژيم رطوبتي (5 و 75 درصد تخليه از رطوبت قابل استفاده خاك)، چهار سطح شوري (4/5، 6/5 و 8 دسي زيمنس بر متر و بدون شوري به عنوان شاهد) و دو رقم (رقم آبي20-87-N و رقم ديم كريم) در قالب طرح پايه كاملاً تصادفي در سه تكرار انجام شد. بر اساس نتايج آزمايش سال قبل ژنوتيپ 20-87-N براي شوري متوسط و شرايط آبي و رقم كريم براي شرايط ديم، مناسب بودند كه به عنوان مواد آزمايشي انتخاب شدند. صفات اندازه گيري شده شامل سطح برگ، وزن خشك بخش‌هاي مختلف هوايي گياه، تعداد روزنه‌، عناصر پتاسيم و سديم به تفكيك براي برگ و ساقه، كل مصرف آب در طي دوره كاشت تا رسيدگي، كارايي مصرف آب دانه و بيوماس، اجزاي عملكرد و عملكرد بودند. يافته‌ها: نتايج آزمايش نشان داد كه ژنوتيپ 20-87-N سطح كل برگ بوته بالايي نسبت به رقم كريم دارد، اما تراكم روزنه در آن نسبت به كريم كمتر است. ژنوتيپ 20-87-N در تيمار خشك‌تر، يعني 75 درصد تخليه از رطوبت قابل استفاده خاك، عملكردي برابر با رقم كريم (1/20 گرم مقابل 16/1 گرم در بوته) داشت. در شرايط مرطوب‌‌تر، يعني 5 درصد تخليه از رطوبت قابل استفاده خاك، عملكرد ژنوتيپ 20-87-N نسبت به رقم كريم بالاتر (2/00 گرم مقابل 1/64 گرم در بوته) بود. رقم كريم در شرايط خشك‌تر كارايي مصرف آب دانه بالاتري نسبت به شرايط مرطوب داشت، اما ژنوتيپ 20-87-N برعكس آن بود و در شرايط مرطوب كارايي مصرف آب بالاتري نسبت به شرايط خشك از خود نشان داد. غلظت سديم در ساقه حدود دو برابر برگ (به ترتيب 0/58 و 0/32 درصد) بود كه با افزايش هر واحد در ميزان شوري خاك تا 8 دسي زيمنس بر متر تقريبا 0/068 و 0/025 درصد به ترتيب بر غلظت سديم در برگ و ساقه افزوده ‌گرديد. در تيمار 75 درصد تخليه از رطوبت قابل استفاده خاك غلظت سديم برگ در شوري 6/5 دسي زيمنس بر متر به 0/5 درصد رسيد اما در 5 درصد تخليه از رطوبت خاك غلظت سديم برگ با سرعت كندتر افزايش يافت و در شوري 8 دسي زيمنس بر متر به اين مقدار رسيد. از نظر نسبت Na+/k+ ساقه و برگ اختلافي بين دو ژنوتيپ مشاهده نشد، اما با افزايش در شوري خاك اين نسبت براي ساقه و برگ كاهش يافت. نتيجه گيري: ژنوتيپ 20-87-N براي شرايط آبي با شوري متوسط تا پائين مناسب مي‌باشد و رقم كريم براي شرايط ديم مناسب مي‌باشد. تا شوري 8 دسي زيمنس بر متر بين نسبت پتاسيم به سديم ژنوتيپ‌ها اختلاف مشاهده شد كه از اين اختلاف مي‌توان در شناسايي تحمل به شوري ژنوتيپ‌ها استفاده نمود.

Introduction: The effect of drought and salinity stress in view of water deficiency are similar to each other, but under long term-salinity stress, in addition to drought stress the plant experiences increased osmotic and high ion stress. There are different levels of salinity (more than 38% of Golestan’s total land area is salt-affected) and various farming conditions (rain-fed and irrigation) in Golestan Province, Iran. The purpose of this study was to evaluate the growth, water use efficiency and sodium and potassium concentrations of plant in irrigated and rain-fed wheat genotypes (selected from the first year of the experiment). Materials and methods: The experiment was under greenhouse conditions and was conducted to physiologically compare genotypes selected in the first year in a factorial arrangement with two irrigation regimes (5 and 75 % water lost from soil available water), four levels of soil salinity (0, 4.5, 6.5, and 8 ds/m) and two tolerant genotypes (selected from the first year) in a completely randomized design with three replications. The greenhouse is located in Gorgan city of Iran. Two genotypes selected from the first year of the experiment at moderate salinity (9 ds/m) and under rain-fed condition i.e. N- 87- 20 and Karim were the experimental material, respectively. In this experiment leaf area, number of stomata, sodium and potassium concentrations for leaf and stem, total water use from sowing to maturity, water use efficiency (WUE) for grain and biomass and yield were measured. Results: The results showed that genotype n- 87- 20 had higher leaf area but lower stomata density than those of Karim. Genotype n- 87- 20 in 25% soil available water, i.e. drier condition had similar yield (1.20 vs. 1.16 gr/plant) to Karim. In the wetter condition the yield of N- 87- 20 was higher than Karim (2.00 vs. 1.64 gr/plant). In drier condition, Karim had higher WUE than in wet condition but for N- 87- 20 genotype, it was reverse and it had higher WUE in dry than in wet condition. The sodium concentration in stem was twice as bigger than that of leaf (0.58 and 0.32%, respectively) and with increase in unit salinity of soil to 8 ds/m sodium concentration in leaf and stem increased 0.068 and 0.025 %, respectively. There was not any difference between two genotypes for Na+/ k+ in leaf and stem but with an increase in soil salinity the Na+/ k+ for leaf and stem decreased. Conclusion: N- 87- 20 was better genotype in irrigated conditions with no or moderate salinity stress and Karim was better genotype under rain-fed condition. Up to 8 ds/m of soil salinity Na+/k+ ratio could indicate the difference between genotypes.