بررسی اثر پرایمینگ بذر بر جوانه زنی و تحمل به خشکی گیاه اسپرس

به منظور ارزیابی اثر پرایمینگ بذر بر جوانه زنی، رشد و تغییرات فیزیولوژیکی گیاهچه و تولید علوفه اسپرس در شرایط نرمال و تنش خشکی این آزمایش در شش مرحله در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی شهرکرد و دانشگاه شهرکرد در سال 90-1389 اجرا گردید. مراحل آزمایش شامل: تعیین بهترین تیمار پرایمینگ بر جوانه زنی بذر اسپرس با توجه به دو اندازه بذر(با غلاف)؛ اثر پرایمینگ بر تعدادی از صفات بیوشیمیایی بذر؛ اثر پرایمینگ و حذف غلاف بر جوانه زنی؛ تاثیر پرایمینگ و تنش خشکی بر جوانه زنی؛ اثر پرایمینگ بر رشد گیاهچه اسپرس در شرایط نرمال و تنش خشکی و تغییرات تعدادی از آنزیم های آنتی اکسیدانت، پرولین و نشت الکترولیتی غشا گیاهچه ها در شرایط گلخانه؛ اثر پرایمینگ بر ظهور گیاهچه، رشد پاییزه، تولید علوفه و بذر اسپرس در شرایط نرمال و تنش خشکی در مزرعه بودند. در مرحله اول آزمایش ابتدا بذر چهار توده اسپرس ( شامل: کرج، بروجن، بلداجی و قزوین ) به تفکیک دو اندازه بذر (غلاف) بزرگ (میلی متر5/4< ) و کوچک (میلی متر5/3< اندازه بذر<5/4) با محلول هایی از پلی اتیلن گلیکول 6000 (peg)، نیترات پتاسیم و کلرید کلسیم بطور مجزا با پتانسیل 15/0-، 3/0- و 45/0- مگاپاسکال در زمان های 12، 18 و 24 ساعت پرایمینگ شدند و با تیمار هیدروپرایمینگ (در سه زمان ذکر شده) و عدم پرایمینگ در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی از نظر درصد جوانه زنی ارزیابی شدند. نتایج بیانگر آن بود که دو توده کرج و بروجن درصد جوانه زنی بیشتری را در مقایسه با توده بلداجی و قزوین داشتند. همچنین بذور بزرگ درصد جوانه زنی بیشتری را در مقایسه با بذور کوچک نشان دادند. در میان مواد پرایمینگ درصد جوانه زنی تیمار هیدروپرایمینگ (پرایمینگ با آب) برتر از اسموپرایمینگ (پرایمینگ با ترکیبات آلی یا معدنی) و بدون پرایمینگ بود. در تیمار هیدروپرایمینگ به مدت 24 ساعت بیشترین جوانه زنی در مقایسه با سایر تیمارها مشاهده شد. با کاهش پتانسیل محلول، درصد جوانه زنی کاهش داشت. این کاهش برای تیمار نیترات پتاسیم بیشتر از peg و کلرید کلسیم بود. در آزمایش دوم 16 تیمار انتخابی از مرحله اول شامل: دو توده بروجن و قزوین، دو اندازه بذر، چهار تیمار هیدروپرایمینگ، پرایمینگ با peg و کلرید کلسیم با پتانسیل 15/0- مگاپاسکال به مدت 24 ساعت و عدم پرایمینگ در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی از نظر تعدادی از صفات بیوشیمیایی بذر مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج بیانگر آن بود که در توده بروجن، بذور بزرگ و تیمار هیدروپرایمینگ فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز، مقدار قندهای محلول، قندهای احیا و پروتئین های محلول در مقایسه با توده قزوین، بذور کوچک و عدم پرایمینگ بیشتر بود. همبستگی مثبتی بین شاخص های جوانه زنی و رشد گیاهچه با این صفات بیوشیمیایی بدست آمد. تیمار هیدروپرایمینگ از نظر صفات بیوشیمیایی بذر کارآیی بیشتری را در مقایسه با پرایمینگ با peg و کلرید کلسیم داشت. در مرحله سوم آزمایش اثر حذف غلاف بر بر درصد جوانه زنی بذر هشت تیمار شامل دو توده، دو اندازه بذر و دو تیمار هیدروپرایمینگ و عدم پرایمینگ در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی شد. نتایج نشان داد که اثر حذف غلاف بر جوانه زنی بذور بزرگ دو توده در مقایسه با تیمار هیدروپرایمینگ موثرتر بود، اما برای بذور کوچک تفاوت معنی داری بین تیمار هیدروپرایمینگ با تیمار حذف غلاف مشاهده نشد. در مرحله چهارم آزمایش درصد جوانه زنی 24 تیمار شامل: دو توده، دو اندازه بذر، دو تیمار هیدروپرایمینگ و عدم پرایمینگ، سه سطح تنش خشکی شامل: پتانسیل 4/0- و 8/0- مگاپاسکال و عدم تنش (پتانسیل صفر) در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی ارزیابی شدند. نتایج بیانگر آن بود که با افزایش شدت تنش خشکی، جوانه زنی در هر دو اندازه بذر در مقایسه با عدم تنش کاهش یافت و کاهش جوانه زنی برای بذور بزرگ بیشتر از بذور کوچک بود. بذور هیدروپرایمینگ شده در شرایط تنش خشکی جوانه زنی بیشتری را در مقایسه با بذور عدم پرایمینگ داشتند. در مرحله پنجم آزمایش 16 تیمار انتخابی از مرحله اول در شرایط گلخانه در شرایط نرمال (55 درصد تخلیه رطوبت قابل استفاده خاک) و تنش خشکی (80 درصد تخلیه) در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی از نظر میزان ماده خشک و تعدادی از صفات فیزیولوژیکی گیاهچه در مرحله سه برگی بررسی شدند. نتایج نشان داد که میزان ماده خشک، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت (sod، pox، apx و cat) و میزان پرولین در بخش هوایی و ریشه گیاهچه های حاصل از توده بروجن، بذور بزرگ و هیدروپرایمینگ در شرایط نرمال و تنش خشکی بیشتر از توده قزوین، بذور کوچک و عدم پرایمینگ بود. همچنین میزان نشت الکترولیتی، پراکسیداسیون لیپید غشا (mda) و میزان پراکسید هیدروژن (h2o2) در گیاهچه حاصل از توده قزوین، بذور کوچک و عدم پرایمینگ بیشتر از تیمارهای دیگر بود. در مرحله ششم آزمایش 16 تیمار انتخابی از مرحله اول از نظر میزان ظهور گیاهچه (درصد سبز)، رشد پاییزه، عملکرد علوفه طی سه چین، تولید بذر و درصد جوانه زنی در آزمایش فاکتوریل در دو طرح بلوک کامل تصادفی بطور جداگانه در شرایط نرمال (55 درصد تخلیه رطوبت قابل استفاده خاک) و تنش خشکی (80 درصد تخلیه) در مزرعه ارزیابی شدند. نتایج بیانگر آن بود که درصد سبز مزرعه برای توده بروجن، بذور بزرگ و تیمار هیدروپرایمینگ بیشتر از توده قزوین، بذور کوچک و عدم پرایمینگ بود و بیشترین میزان ظهور به بذور بزرگ هیدروپرایمینگ شده توده بروجن با 3/71 درصد تعلق داشت. در رشد پاییزه در شرایط تنش خشکی وزن خشک و ارتفاع بوته در تمام تیمارها در مقایسه با شرایط نرمال کاهش نشان داد، اما در شرایط تنش خشکی وزن خشک و ارتفاع بوته برای توده بروجن، بذور بزرگ و هیدروپرایمینگ در مقایسه با تیمارهای دیگر بیشتر بود. روند تولید علوفه بیانگر آن بود که در شرایط تنش خشکی، عملکرد علوفه (هر 3 چین) در مقایسه با شرایط نرمال کاهش نشان داد، این کاهش در چین سوم بیشتر بود. اثر متقابل چین برداری با توده بذر و چین برداری با اندازه بذر نشان داد که در چین اول بیشترین تفاوت عملکرد علوفه بین دو توده و دو اندازه بذر مشاهده شد و در چین دوم و سوم این تفاوت کمتر بود. اثر متقابل بین چین برداری و تیمارهای پرایمینگ بر عملکرد علوفه نیز بیانگر این روند بود. کاهش اختلاف تولید علوفه در چین دوم و سوم می تواند به دلیل نقش تعدیل کنندگی اجزاء عملکرد از جمله تعداد ساقه باشد. میزان تولید بذر و جوانه زنی بذر در شرایط تنش کمتر از شرایط نرمال بود و بین سطوح توده، اندازه بذر و پرایمینگ تفاوت معنی داری از نظر عملکرد بذر و جوانه-زنی وجود نداشت. بطور کلی نتایج این آزمایش بیانگر بهبود جوانه زنی و شاخص های جوانه زنی، رشد گیاهچه، تحمل گیاهچه به تنش خشکی و ظهور گیاهچه به واسطه انتخاب توده بروجن، بذور بزرگ و تیمار هیدروپرایمینگ بود. همچنین تولید علوفه به ویژه در چین اول تحت تاثیر این تیمارها در شرایط نرمال و تنش خشکی قرار گرفت.