بررسی اثر سطوح مختلف کم‌آبیاری بر ویژگی های بیوشیمیایی و عملکرد ماش (Vigna radiate L.)

مقدمه و هدف کمبود آب یکی از مهمترین تنش­های غیرزیستی است که اثرات زیان­باری بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی از جمله ماش به جای می­گذارد. قسمتی از این اثر مربوط به افزایش بیش از حد تولید گونه­های فعال اکسیژن (ROS) شامل OH·، O2·-، و H2O2می­باشد. گیاهان با استفاده از آنزیم­های آنتی­اکسیدانی همچون سوپراکسید دیسموتاز، گایاکول پراکسیداز و کاتالاز، این ROSها را خنثی می­کنند. هدف از این آزمایش، مطالعه حساسیت برخی از صفات ماش به کم­آبیاری و یافتن پاسخ این سؤال بود که آیا فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز، گایاکول پراکسیداز و کاتالاز در شدت­های مختلف کمبود آب مشابه است یا خیر.   مواد و روش ­ها با استفاده از گلدان­های با گنجایش 5 کیلوگرم، یک آزمایش اجرا شد و در هر گلدان پنج عدد بذر کشت گردید. گلدان­ها در شرایط هوای آزاد مزرعه قرار داده شدند تا امکان تعمیم نتایج به نتایج مزرعه بیشتر گردد. بعد از مرحله چهار برگی، دو گیاه­چه حذف گردیدند و سه گیاه­چه در گلدان رویانده شدند. سطوح تیمار شامل شاهد، کمبود ضعیف آب }آبیاری در 65% ظرفیت زراعی (FC)}، متوسط (آبیاری در 50% FC) و شدید (آبیاری در 35% FC) بود که بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار قرار داده شدند. در مرحله رسیدگی، برخی صفات شامل عملکرد بیولوژیکی، ارتفاع گیاه، تعداد بذر در غلاف، تعداد غلاف در گیاه، عملکرد دانه و طول غلاف اندازه­گیری شد. شاخص حساسیت این صفات به کم­آبیاری با استفاده از توابع مناسب برآورد گردید و برای آزمون اینکه آیا آنها از لحاظ میزان پاسخ به کم­آبیاری تفاوت دارند یا خیر، مورد استفاده قرار گرفت. برای اندازه­گیری فعالیت سه آنزیم آنتی­اکسیدان، اقدام به تهیه نمونه گیاهی در زمان گلدهی شد. سپس بر اساس متد ارایه شده در گزارش­ هاویر و مک­هیل (Havir and McHale, 1987)، وان­روسان و همکاران (Van Rossun et al., 1997) و کاوالکانتی و همکاران (Cavalcanti et al., 2004)، به ترتیب فعالیت آنزیم کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز وگایاکول پراکسیداز اندازه­گیری شد.   یافته­ ها نتایج نشان داد که کیه صفات مورد بررسی به­ طور معنی­ داری تحت تأثیر کمبود آب قرار گرفتند. با افزایش شدت کمبود آب، یک کاهش با شیب کم در طول غلاف به ­دست آمد. ارتفاع گیاهان روئیده در شرایط کمبود ضعیف آب از لحاظ آماری مشابه ارتفاع گیاهان روئیده در شرایط بدون کمبود آب (شاهد) بود. ولی برای گیاهان تیمار شده با کمبود متوسط و شدید آب، مقدار آن کاهش شدیدی داشت. آستانه حساسیت تعداد بذر در غلاف نسبتاً بالا بود؛ چون در ظرفیت زراعی 50% و بالاتر، مقدار آن برابر با شاهد بود. شاخص حساسیت این صفت و صفت تعداد غلاف در گیاه به ترتیب 0.050182 و 0.038788 بدست آمد. با توجه به خطای استاندارد این شاخص­ها، تفاوت بین تعداد بذر در غلاف و تعداد غلاف در گیاه از لحاظ میزان پاسخ به کمبود آب معنی­دار نبود. میزان عملکرد بیولوژیکی (کاه + دانه) و عملکرد دانه در شرایط کمبود ضعیف آب در مقایسه با شاهد تغییری نداشت ولی با افزایش کمبود آب، مقدار آنها به طور منفی تحت تأثیر قرار گرفت. در شرایط کمبود شدید آب، درصد کاهش عملکرد دانه بالاتر از عملکرد بیولوژیکی بود. شاخص حساسیت آنها به ترتیب 0.1207270 و 0.031512 شد. تجمع وزن دانه متکی به فتوسنتز جاری و کربوهیدرات­های غیرساختاری ذخیره شده در اندام­های زایشی مانند ساقه در زمان قبل از گلدهی می­باشد. در این خصوص، فعالیت آنزیم­های هیدرولیتیک مانند آلفا آمیلاز بسیار مهم هست. کاهش بیشتر عملکرد دانه در مقایسه با عملکرد بیولوژیکی این نکته را گوشزد می­کند که ممکن است فعالیت این آنزیم­ها نیز به طور منفی تحت تأثیر قرار گرفته باشد. در شرایط کمبود ضعیف و متوسط آب در مقایسه با شاهد، هیچ تغییری در فعالیت آنزیم کاتالاز ایجاد نشد. ولی در شرایط کمبود شدید آب، فعالیت آن افزایش قابل ملاحظه­ای (سه برابر) داشت. فعالیت سوپراکسید دیسموتاز در شرایط شاهد و کمبود ضعیف آب ثابت ماند؛ ولی در شرایط کمبود متوسط، فعالیت آن دوبرابر گردید. فعالیت گایاکول پراکسیداز واکنشی به کمبود ضعیف آب نشان نداد؛ ولی با افزایش شدت کمبود، روند افزایشی داشت.   نتیجه ­گیری عملکرد دانه و ارتفاع گیاه حساس­ترین صفت به کمبود آب بودند. تعداد بذر در غلاف، تعداد غلاف در گیاه و عملکرد بیولوژیکی با حساسیت مشابه از لحاظ آماری، در رده دوم قرار گرفتند. طول غلاف مقاوم­ترین صفت بود چون کمترین حساسیت به کم­آبیاری را نشان داد. افزایش در فعالیت سوپراکسید دیسموتاز در کمبود متوسط آب مشاهده شد. برای کاتالاز، این حالت فقط در کمبود شدید آب وجود داشت. فعالیت گایاکول پراکسیداز در شرایط شاهد و کمبود ضعیف آب یکسان بود. ولی با افزایش شدت کمبود آب، فعالیت آن به طور متناسب افزایش یافت.