پديد آورندگان :
باغباني آراني، ابوالفضل دانشگاه تربيت مدرس تهران , مدرس ثانوي، علي محمد دانشگاه تربيت مدرس تهران - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت , مختصي بيدگلي، علي دانشگاه تربيت مدرس تهران - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت , مشهدي اكبر بوجار، مسعود دانشگاه خوارزمي تهران - گروه زيست شناسي
كليدواژه :
اوره , تنش كم‌آبي , زئوليت , عملكرد تريگونلين , ورمي‌كمپوست
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: تنش كم‌آبي از مهمترين عوامل محدودكننده توليد محصولات كشاورزي در مناطق خشك و نيمه خشك به شمار مي‌رود. علاوه بر تغييرات فيزيولوژيك ناشي از بروز تنش، خسارت فزاينده عوامل اكسنده نيز موجب محدوديت رشد و توليد مي‌گردد. گياهان در مقابله با تنش كم‌آبي به تجمع اسموليت‌هايي مثل پرولين، گلايسين بتائين و قندهاي محلول و افزايش تركيبات آنتي‌اكسيدانتي (آنزيمي مثل سوپر اكسيد دسموتاز، كاتالاز و غير آنزيمي مثل كارتنوئيدها و آنتوسيانين‌ها) مي‌پردازند. به‌منظور بررسي اثرات تنش كم‌آبي، كود نيتروژن و زئوليت بر برخي صفات فيزيولوژيك، عملكرد بيولوژيك و تريگونلين شنبليله (Trigonella foenum-graecum L.) اين پژوهش انجام شد.
مواد و روش‌ها: آزمايشي به صورت اسپليت فاكتوريل در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با سه تكرار در سال‌هاي 1393 و 1394 در مزرعه تحقيقاتي دانشكده كشاورزي دانشگاه تربيت مدرس اجرا گرديد. تيمارهاي آزمايشي شامل پنج رژيم آبياري (بدون تنش در مرحله رويشي و زايشي با مقدار آب قابل استفاده گياه در سطح 60% ظرفيت زراعي؛ تنش خفيف و آبياري در سطح 40% ظرفيت زراعي به‌ترتيب در مراحل رويشي و زايشي؛ تنش شديد و آبياري در سطح 20% ظرفيت زراعي به‌ترتيب در مراحل رويشي و زايشي) به عنوان عامل اصلي و تركيب فاكتوريلي از سه تيمار كودي بر اساس نيتروژن مورد نياز گياه (شاهد، ورمي‌كمپوست به ميزان 2/7 تن در هكتار و اوره به ميزان 11 كيلوگرم در هكتار) و دو مقدار زئوليت (صفر و نه تن در هكتار) به عنوان عامل فرعي بودند. در اين آزمايش صفات فيزيولوژيك گياه شنبليله اندازه‌گيري شد.
يافته‌ها: نتايج نشان داد كه اثر رژيم آبياري بر تمام صفات مورد مطالعه معني‌دار گرديد، و تنش كم‌آبي (40% و 20% ظرفيت زراعي) در هر دو سال باعث افزايش ميزان تجمع پرولين، گلايسين بتائين، كربوهيدرات محلول، مالون دي آلدهيد، آنزيم سوپر اكسيددسموتاز، كاتالاز، كارتنوئيد، آنتوسيانين برگ و همچنين باعث كاهش سبزينگي برگ (اسپاد)، عملكرد بيولوژيك و تريگونلين دانه شنبليله گرديد. بالا رفتن فعاليت دو آنزيم سوپر اكسيددسموتاز، كاتالاز و كارتنوئيد و آنتوسيانين به نوعي بيانگر فعال شدن هر دو سيستم آنزيمي و غيرآنزيمي آنتي‌اكسيدانتي در شنبليله جهت مقابله با توليد راديكال‌هاي آزاد اكسيژن در تنش كم‌آبي مي‌باشد. همچنين افزايش ميزان تركيبات پرولين، گلايسين بتائين و كربوهيدرات محلول در برگ‌ها در جهت تنظيم اسمزي و ايجاد شرايط مناسب براي جذب آب از محيط خاك موثر مي‌باشد. با افزايش شدت تنش (20% ظرفيت زراعي) از ميزان كربوهيدرات محلول برگ، عملكرد بيولوژيك و تريگونلين كاسته‌شد. در هر دو سال به ترتيب بيشترين و كمترين مقدار عملكرد بيولوژيك و عملكرد تريگونلين در تيمار بدون تنش كم‌آبي با كود ورمي‌كمپوست و تيمار تنش شديد كم‌آبي (20% ظرفيت زراعي) در مرحله زايشي بدون مصرف كود به‌دست آمد. همچنين در هر دو سال از نظر عملكرد تريگونلين اختلاف آماري معني‌داري بين تيمار تنش خفيف كم‌آبي در مرحله رويشي (40% ظرفيت زراعي) با تيمار شاهد (بدون تنش كم‌آبي) مشاهده نشد.
نتيجه‌گيري: هر چند با كاهش آب مصرفي از عملكرد بيولوژيك و تريگونلين گياه شنبليله كاسته شد، اما در سال 1394 با بكارگيري كود ورمي‌كمپوست به ترتيب 14 و 44 درصد از بروز اثرات سوء تنش كم‌آبي شديد در مرحله زايشي(20% ظرفيت زراعي) بر عملكرد بيولوژيك و تريگونلين توليدي اين گياه كاست، به‌طوري‌كه كمترين مقدار مالون دي‌آلدهيد (به‌عنوان شاخص پراكسيداسيون غشا و آسيب به غشا) با ( 8 ميكرو مول بر گرم) و بيشترين ظرفيت كل آنتي‌اكسيداني با (4/6ميلي‌گرم)، عملكرد بيولوژيك و تريگونلين را تيمار شاهد (60% ظرفيت زراعي) توليد نمود.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Water deficit stress is first limitation that cause crops yield reduction in dried and semi-dried regions. In addition to the physiological changes that occurs due to water deficiency in plants, oxidative damage is also an important factor limiting plant growth and production. Plants adopt to cope with water deficit stress to accumulate osmolytes such as proline, glycine betaine and soluble sugar and increased antioxidant compounds (enzymatic such as superoxide dismutase, catalase and non-enzymatic such as carotenoids and anthocyanins against oxidative stress. This study was designed to investigate the effects of deficit stress, nitrogen fertilizer and zeolite on some physiological traits, biological and Trigonelline yield in fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.).
Materials and methods: A split factorial experiment was laid out in a randomized complete block design with three replications in the research field of Tarbiat Modares University in 2014 and 2015. Five irrigation regimes (unstress at vegetative and reproductive stages, Irrigation at 60% FC; mild stress and irrigation at 40% FC during the vegetative and reproductive stages respectively; severe stress irrigation at 20% FC during the vegetative and reproductive stages respectively) were randomized to the main plots. Subplots were 6 treatments in number and consisted of a factorial combination of three nitrogen fertilization (untreated plots, vermicompost fertilizer at a rate of 2.7 ton ha-1 and nitrogen chemical fertilizer at a rate of 11 kg ha-1) and two zeolite rates, (0, 9 ton ha-1). Physiological traits of fenugreek were measured.
Results: The results showed that irrigation regime had a significant effect on all traits. and water deficit stress in both years resulted in increased levels of proline, glycine betaine, soluble carbohydrates, malondialdehyde, superoxide dismutase, catalase, carotenoids and anthocyanin and also reduces leaves greenness (SPAD), biological and grain trigonelline yield in fenugreek. Increase in the activity of two enzymes superoxide dismutase, catalase, and carotenoids and anthocyanin to sort of indicate activation of both enzymatic and non enzymatic antioxidant system to deal with oxygen free radical production in fenugreek under water deficit stress. It also increases the amount of compounds proline, glycine betaine and soluble carbohydrates in the leaves is effective in osmotic adjustment and create good conditions for absorbing water from the soil. With increasing severe stress decreased the amount of soluble carbohydrates, biological and grain trigonelline yield in fenugreek. The highest and lowest biological and trigoneline yield was obtained in full irrigation and vermicompost fertilizer treatment and severe water deficit stress in reproductive stage (20% FC) and no fertilizer treatment in both years. Also significant statistical difference was observed in trigoneline yield between mild water deficit stresses in vegetative stage treatment (40% FC) with control treatment (full irrigation) in both years.
Conclusion: Based on the results in this study, it can be concluded that although the reduction in water consumption was reduced biological and trigonelline yield in fenugreek, But by using vermicompost fertilizer to some extent reduce (14% and 46%) the adverse effects of sever water deficit stress in during reproduction on biological and trigonelline yield in this plant in 2015, respectively. So that produced the least malondialdehyde content (as a marker of lipid peroxidation and membrane damage) with (8 µmol g-1) and the highest total antioxidant capacity (4/6 mg protein), biological and grain trigonelline yield in control treatment (60% FC).
