اثر تنش کم آبی بر متابولیت های اسمزی، سیستم آنتی اکسیدانی و تولید دانه و روغن آمارانت رقم کونیز

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسنده

دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

چکیده

خشکی یکی از مهم­ ترین عوامل تنش­ زای محیطی است که به شدت رشد و عملکرد گیاهان زراعی را تحت تاثیر قرار می­دهد. ولی پاسخ گیاهان به این عوامل تنش ­زا بسته به زمان وقوع از نظر مرحله رشدی گیاه متفاوت است. لذا هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر اعمال سطوح مختلف تنش کم ­آبی (آبیاری پس از 50، 80، 110، 140 و 170 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر) در مراحل مختلف رشد و نمو آمارانت (استقرار بوته ­ها، آغاز ساقه­ دهی، آغاز گلدهی و پر شدن دانه ­ها) بود. برای این منظور اقدام به تعیین میزان تولید دانه، درصد پروتئین و عملکرد روغن گردید. ارزیابی­ های فیزیولوژیک نیز جهت تعیین میزان تنظیم اسمزی و تغییر فعالیت سیستم آنتی اکسیدانی انجام پذیرفت. نتایج به دست آمده از این بررسی نشان داد اعمال تنش کم آبی بسته به شدت و دوام تنش باعث افت بین حداقل 10 تا حداکثر 89 درصدی عملکرد دانه، 28 تا 70 درصدی شاخص برداشت، 12 تا 32 درصدی پروتئین دانه و 29 تا 97 درصدی عملکرد روغن در این گیاه می ­شود که نشان از حساسیت بالای تولید دانه و روغن مخصوصاً در تنش­ های شدید و طولانی مدت دارد. نتایج بررسی تغییرات مواد اسمزی (پرولین و کربوهیدرات­ های محلول) نشان داد این گیاه با قرار گرفتن در شرایط تنش کم­ آبی میزان پرولین و کربوهیدرات­های محلول را به ترتیب تا 31 و 50 درصد افزایش می ­دهد. توانایی گیاه در این افزایش در خشکی­ های شدید کاهش می ­یابد. به همین ترتیب، آمارانت برای مقابله با تنش کم آبی اقدام به افزایش میزان آنزیم ­های آنتی­اکسیدان شامل کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسیددیسموتاز به ترتیب تا حداکثر 53، 23 و 79 درصد می­ کند که نقش مهم ­تر آنزیم سوپراکسید دیسموتاز را در مقابله با گونه­ های فعال اکسیژن و تنش اکسیداتیو ناشی از آن نشان می ­دهد. بر اساس این بررسی نشان داده شد که آمارانت گیاهی حساس در برابر کم ­آبی ­های متوسط و شدید (110 تا 170 میلی ­متر تبخیر از تشتک) و با تحمل مناسب به میزان آب حاصل از آبیاری با دور پس از 80 میلی ­متر تبخیر از تشتک می­ باشد به ­طوری که با کاهش 60 درصدی در آب مصرفی (آبیاری پس از 80 به جای 50 میلی­متر تبخیر از تشتک) عملکرد دانه این گیاه با کاهشی حدود 17 درصد، محصولی در حدود 245 گرم در متر مربع (2.45 تن در هکتار) تولید می­ کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

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

نویسنده [English]

  • Mehrdad Yarnia
Associate Prof., Department of Agronomy and Plant Breeding, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

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.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Amaranth
  • Antioxidant systems
  • Grain yield
  • osmotic adjustment