پارامتر هاي فيزيولوژيك گياه كنجد تحت تأثير تنش شوري و افزايش غلظت دي اكسيد كربن

Physiological parameters of sesame plant under the influence of salinity stress and increase of carbon dioxide concentration

سابقه و هدف: شوري تاثير قابل توجهي بر توليدات كشاورزي دارد. شوري خاك ناشي از فرآيندهاي طبيعي يا آبياري محصول با آب شور، در بسياري از مناطق خشك و نيمه خشك جهان مانند ايران رخ مي دهد. كنجد با نام علمي Sesamum indicum L.متعلق به خانواده پدالياسه (Pedaliaceae) و يكي از گياهان ديرينه زراعي و با ارزش است. سطح زير كشت كنجد در ايران و جهان به‌ترتيب در حدود 6500 و 42 هزار هكتار است. از آنجا كه كشور ما از نظر اقليمي در منطقه خشك و نيمه خشك دنيا قرار دارد، از اين رو شوري خاك و آب آبياري يكي از مشكلات عمده در زراعت كشور است. يكي ديگر از فاكتورهاي محدود كننده توليد محصول در مناطق گرم و خشك، گرم شدن هواست كه پديده‌اي جهاني بوده كه ناشي از افزايش ممتد گازهاي گلخانه‌اي مانند گاز دي‌اكسيدكربن و حاصل مصرف رو به ازدياد سوخت‌هاي فسيلي، از بين رفتن جنگل‌ها و برخي فعاليت‌هاي منجر به توسعه در زندگي بشر است. با توجه به افزايش روزافزون گازهاي گلخانه‌اي و اهميت كاشت كنجد در شرايط تنش‌زا، اين آزمايش با هدف بررسي تحمل گياه كنجد در شرايط شور و افزايش دي‌اكسيدكربن انجام گرفت. مواد و روش‌ها: اين آزمايش به‌منظور بررسي تأثير سطوح مختلف دي اكسيد كربن و هم‌چنين تاثير تنش شوري بر رشد و عملكرد گياه كنجد در آزمايشگاه تحقيقاتي دانشكده كشاورزي دانشگاه ولي‌عصر رفسنجان، در سال 95 در اتاقك رشد اجرا شد. آزمايش به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كامل تصادفي با چهار تكرار انجام شد. بستر مورد استفاده جهت كاشت خاك بوده و مقدار 2 كيلوگرم خاك درون هر گلدان‌ ريخته شد. تيمار ها در اين آزمايش ساملتنش شوري در سه سطح ( 0، 4 و 8 دسي زيمنس بر ‌متر) از طريق كاربرد كلريد سديم و تغليظ CO2 در دو سطح (380 و ppm 700) بودند. يافته‌ها: نتايج نشان داد با افزايش دي‌اكسيدكربن، محتواي پرولين و قندهاي محلول تحت تاثير دي‌اكسيدكربن قرار گرفتند به طوري‌كه ميزان پرولين در برگ از 0/28 ميلي‌مول بر گرم وزن تازه در دي‌اكسيدكربن محيط به 0/08 ميلي‌مول بر گرم وزن تر در تيمار غلظت دي‌اكسيد كربن (700 پي‌پي‌ام) رسيد. آنزيم پراكسيداز، پلي‌فنل‌اكسيداز و فنيل‌آلانين‌آمونيالياز تحت تاثير برهمكنش شوري و دي-اكسيدكربن قرار گرفتند. عنصر سديم ريشه نيز با افزايش دي اكسيدكربن كاهش يافت و با افزايش تنش شوري پتاسيم اندام هوايي كاهش يافت. نتيجه‌گيري: نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه افزايش دي‌اكسيدكربن در شرايط تنش شوري، محتواي سديم ريشه كاهش يافتند. محتواي قندهاي محلول و پرولين نيز تحت تاثير دي‌اكسيدكربن كاهش يافتند. اگرچه افزايش تنش شوري، افزايش فعاليت آنزيم پراكسيداز و فنيل‌آلانين آمونيالياز را نشان داد ولي شوري بالا منجر به كاهش محتواي پتاسيم اندام هوايي گرديد. در مجموع اثر مثبت و قابل توجهي از افزايش دي‌اكسيدكربن بر رشد رويشي و افزايش تحمل گياه كنجد نسبت به تنش شوري ديده شد. به‌طور كلي نتايج بررسي حاضر نشان داد كه گياه كنجد به سطوح مختلف دي‌اكسيد كربن واكنش نشان مي‌دهد و از اين پارامترها و روابط به‌دست‌آمده مي‌توان براي پيش‌بيني آزمايشاتي در سطوح بالاتر دي‌اكسيدكربن استفاده نمود

Background: Salinity has considerable adverse impacts on productivity of agricultural plants. Soil salinity, resulting from natural processes or from crop irrigation with saline water, occurs in many arid and semi-arid regions of the world like Iran. Sesame (Sesamum indicum L.) is one of the pedalitic families (Pedaliaceae) and one of the long-standing cultivated plants. Cultivation areas of sesame in Iran and the world is about 6500 and 42 thousand hectares, respectively. Since our country is located in the dry and semi-arid region of the world, soil salinity and irrigation water are the major problems in the country's agriculture. Another factor limiting the production of the product in warm and dry areas is the warming of the air which is a global phenomenon that results from prolonged greenhouse gas emissions, such as carbon dioxide gas, and the consequence of rising fossil fuels, the destruction of forests and some of the activities that lead to the development of human life. Considering the increasing greenhouse gas emissions and the importance of planting sesame in stressful conditions, this experiment was conducted to evaluate the tolerance of sesame plants under salinity conditions and increase of carbon dioxide. Materials and Methods: In order to evaluate the effect of different Co2 concentration and salinity on growth and yield of sesame, a trial was arranged as factorial experiment with four replicates based on complete randomized design at Agrotron growth chamber in agronomy and plant breeding Dept. of Vali-e-Asr University of Rafsanjan. The growth media was the soil with the amount of 2 Kg per pot. Treatments were included Co2 concentration at two levels as ambient (380ppm) and elevated (700 ppm) and salinity stress including 0, 4 and 8 ds/m. Results: Results indicated that leaf proline content and soluble sugar content significantly affected by Co2 concentration which is decreased from 0.28 Mmol/gr FW to 0.08 Mmol/gr FW with elevated Co2 concentration from 380 to 700 ppm. The peroxidase, polyphenol oxidase and phenylalanine ammonialaze enzymes were also affected by the interaction of salinity and carbon dioxide. Sodium content significantly decreased in 700 ppm Co2 concentration compare with 380 ppm. In both of Co2 concentrations, K shoot content significantly increased with increased salinity level. Conclusions: The results showed that increasing of carbon dioxide under salinity stress caused a significant decrease in root Na content. The proline and soluble sugar content significantly decreased higher Co2 concentration. Although increased salinity stress showed increased activity of peroxidase and phenylalanine ammonilase, high salinity reduced the shoot potassium content of in the shoot. In general, the results of this study indicate that sesame plant reacts to different levels of carbon dioxide and that these parameters and relationships can be obtained to predict experiments at higher Carbon monoxide concentration.