اثر تنش كم آبي بر متابوليت هاي اسمزي، سيستم آنتي اكسيداني و توليد دانه و روغن آمارانت رقم كونيز

The Effect of Water Deficit stress on Osmotic Metabolites and Anti Oxidant System and Grain and Oil Yield of Amaranth CV. Koniz

خشكي يكي از مهم ترين عوامل تنش زاي محيطي است كه به شدت رشد و عملكرد گياهان زراعي را تحت تاثير قرار مي دهد. ولي پاسخ گياهان به اين عوامل تنش زا بسته به زمان وقوع از نظر مرحله رشدي گياه متفاوت است. لذا هدف از اين مطالعه، بررسي تاثير اعمال سطوح مختلف تنش كم آبي (آبياري پس از 50، 80، 110، 140 و 170 ميلي متر تبخير از تشتك تبخير) در مراحل مختلف رشد و نمو آمارانت (استقرار بوته ها، آغاز ساقه دهي، آغاز گلدهي و پر شدن دانه ها) بود. براي اين منظور اقدام به تعيين ميزان توليد دانه، درصد پروتيين و عملكرد روغن گرديد. ارزيابي هاي فيزيولوژيك نيز جهت تعيين ميزان تنظيم اسمزي و تغيير فعاليت سيستم آنتي اكسيداني انجام پذيرفت. نتايج به دست آمده از اين بررسي نشان داد اعمال تنش كم آبي بسته به شدت و دوام تنش باعث افت بين حداقل 10 تا حداكثر 89 درصدي عملكرد دانه، 28 تا 70 درصدي شاخص برداشت، 12 تا 32 درصدي پروتيين دانه و 29 تا 97 درصدي عملكرد روغن در اين گياه مي شود كه نشان از حساسيت بالاي توليد دانه و روغن مخصوصاً در تنش هاي شديد و طولاني مدت دارد. نتايج بررسي تغييرات مواد اسمزي (پرولين و كربوهيدرات هاي محلول) نشان داد اين گياه با قرار گرفتن در شرايط تنش كم آبي ميزان پرولين و كربوهيدرات هاي محلول را به ترتيب تا 31 و 50 درصد افزايش مي دهد. توانايي گياه در اين افزايش در خشكي هاي شديد كاهش مي يابد. به همين ترتيب، آمارانت براي مقابله با تنش كم آبي اقدام به افزايش ميزان آنزيم هاي آنتي اكسيدان شامل كاتالاز، پراكسيداز و سوپراكسيدديسموتاز به ترتيب تا حداكثر 53، 23 و 79 درصد مي كند كه نقش مهم تر آنزيم سوپراكسيد ديسموتاز را در مقابله با گونه هاي فعال اكسيژن و تنش اكسيداتيو ناشي از آن نشان مي دهد. بر اساس اين بررسي نشان داده شد كه آمارانت گياهي حساس در برابر كم آبي هاي متوسط و شديد (110 تا 170 ميلي متر تبخير از تشتك) و با تحمل مناسب به ميزان آب حاصل از آبياري با دور پس از 80 ميلي متر تبخير از تشتك مي باشد به طوري كه با كاهش 60 درصدي در آب مصرفي (آبياري پس از 80 به جاي 50 ميلي متر تبخير از تشتك) عملكرد دانه اين گياه با كاهشي حدود 17 درصد، محصولي در حدود 245 گرم در متر مربع (45/2 تن در هكتار) توليد مي كند.

Drought is one of the most important environmental stresses that highly affect crop growth and yield. But the response of crops to stress depending on the timing of crop growth stages is different. The purpose of this study was to investigate effect of different levels of water stress (irrigation after 50, 80, 110, 140 and 170 mm evaporation from pan) on different stages of Amaranth growth (establishment, branching, flowering and grain filling). To find the effects of water deficit stress on this plant it was decided to determine its protein percentage, oil and grain yields under drought stress. Evaluation of physiological characteristics as to the extent of osmotic adjustment and antioxidant activity was also carried out. Results showed that water deficit stress, depending on the severity and duration of stress, caused a reduction between between a minimum of 10 to a maximum of 89 percent in yield, 28 to 70 percent in harvest index, 12 to 32 percent in grain protein and 29 to 97 percent in oil yield. This indicates the high sensitivity of grain and oil yields to severe and prolonged drought stresses. Changes in osmotic substances (proline and soluble carbohydrates) showed that this crop under water stress conditions increased proline and soluble carbohydrates by 31 and 50 percents, respectively. Thus, if could be said that under severe droughts the ability of crops to cops with drought will be reduced. Similarly, amaranth, to cope with water stress, increases the amount of antioxidant enzymes like catalase, peroxidase and super oxid dismutase up to 53, 23 and 79%, respectively. Higher amount of super oxid dismutase enzyme produce as the result of drought stress may play an important role to cope with reactive oxygen species and oxidative stresses. Based on the results obtained it may be concluded that amaranth is a sensitive plant to moderate and severe drought (110 to 170 mm evaporation from pan) and responsive to irrigation after 80 mm evaporation from pan. Concequenlty, a 60% decrease in irrigation water (irrigation after 80 instead of 50 mm evaporation from pan) grain yield was reduced by 17% about 245 g.m-2 (2.45 ton.ha-1).