اثر تنش خشکی در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و اجزاء عملکرد، پایداری غشای سلول و محتوای نسبی آب برگ ژنوتیپ های سورگم دانه ای (Sorghum bicolor L. Moench)

عملکرد گیاهان زراعی از جمله سورگوم تحت تاثیر تنش خشکی به عنوان یکی از مهمترین تنش های غیر زنده محدود می شود. اگرچه سورگوم توانایی سازش با بسیاری از تنش ها مثل گرما، خشکی و شوری را دارد، اما در نواحی خشک و نیمه خشک این گیاه معمولا در مرحله زایشی و مرحله بعد از گلدهی تحت تاثیر تنش آبی قرار می گیرد و عملکرد آن کاهش می یابد. بین ژنوتیپ های سورگوم از نظر قابلیت تحمل دوره های خشکی و واکنش به این دوره ها تفاوت قابل ملاحظه ای وجود دارد. بعضی از محققین برروی ویژگی های برگ پرچم مخصوصا روابط آب برگ بخاطر اثر متقابل قابل توجه آن با مقاومت به خشکی تاکید کرده اند. در این تحقیق برخی از خصوصیات از جمله پایداری غشای سلول و محتوای نسبی آب برگ در ژنوتیپ های سورگوم دانه ای در شرایط مزرعه ای بررسی شده و به پاسخ عملکرد و اجزاء عملکرد ژنوتیپ های سورگوم در شرایط تیمارهای تنش خشکی( قطع آبیاری در مرحله رشد رویشی، زایشی و آبیاری نرمال)پرداخته شده است.
به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر عملکرد، اجزای عملکرد دانه، پایداری غشای سلول و محتوای رطوبت نسبی برگ ژنوتیپ های سورگوم دانه ای، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال 93 در مزرعه مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان جنوبی اجرا گردید. تیمارهای تنش خشکی شامل آبیاری نرمال(شاهد)، قطع آبیاری در مرحله رشد رویشی(مرحله رویت آخرین برگ به صورت لوله ای) و قطع آبیاری در مرحله رشد زایشی(50 درصد بوته ها در مرحله آغاز گلدهی) به عنوان عامل اصلی و 10 ژنوتیپ سورگوم دانه ای شاملKGS29،MGS2 ،KGS33 ، سپیده، KGFS27،MGS5 ،KGFS5 ،KGFS17، KGFS13 و KGFS30 به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. برای تعیین اجزای عملکرد دانه از هر کرت نیم متر طولی برداشت و تعداد بوته، تعداد پانیکول، تعداد دانه پانیکول، وزن هزار دانه، تعداد دانه در متر مربع تعیین گردیدند. برای تعیین عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت پس از حذف 2 خط حاشیه و نیم متر ابتدا و انتهای هر کرت از سطح 3 متر مربع برداشت انجام شد و پس از خشک شدن کامل، کل نمونه ها توزین و عملکرد بیولوژیک تعیین شد و سپس نمونه ها با دست کوبیده شده و دانه ها جدا و توزین گردیده و شاخص برداشت محاسبه شد. برای محاسبه محتوای نسبی آب برگ (RWC)، از هر کرت و از برگ پرچم نمونه گیری شد و محتوای نسبی آب برگ یا آماس نسبی از طریق فرمول وزرلی (weatherley) محاسبه گردید. برای محاسبه میزان خسارت به غشاء یا تراوایی غشاء، ابتدا سه بوته از هر کرت بطور تصادفی انتخاب و برگ پرچمی آنها جدا شد. سپس توسط دستگاه کاغذ سوراخ کن تعداد 4 عدد دیسک از این برگها تهیه و در داخل آب مقطر بمدت 24 ساعت در دمای یخچال (4 درجه سانتی گراد) قرار داده شد. هدایت الکتریکی آبی که برگها در آن گذاشته شده بود توسط دستگاه اندازه گیری هدایت الکتریکی(EC meter) هدایت الکتریکی آن اندازه گیری شده و از اعداد حاصل برای محاسبات استفاده شد. پس از جمع آوری داده های مربوط به عملکرد و اجزاء آن با استفاده از نرم افزار SAS مورد تجزیه واریانس ساده قرار گرفت. میانگین داده ها با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد مقایسه گردیدند.
نتایج نشان داد که تنش خشکی تاثیر معنی داری بر عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیکی، شاخص برداشت، وزن هزار دانه، تعداد دانه در پانیکول، نفوذپذیری غشای سلول و محتوای نسبی آب برگ (RWC) داشته و سبب کاهش آنها گردید. میزان کاهش عملکرد دانه در بالاترین سطح تنش خشکی نسبت به تیمار شاهد معادل 42 درصد بود. ژنوتیپ ها نیز از نظر کلیه صفات فوق تفاوت معنی دار نشان دادند. ژنوتیپ KGFS13 دارای بالاترین عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت بذر بود. اثر متقابل تنش خشکی و ژنوتیپ در صفات فوق بجز وزن هزار دانه و نفوذپذیری غشاء تفاوت معنی دار نشان داد. بیشترین محتوای نسبی آب برگ مربوط به تیمار آبیاری نرمال و کمترین آن مربوط به تیمار تنش خشکی شدید بود. همچنین با افزایش تنش خشکی، تراوش غشای سلول افزایش یافت، بطوری که کمترین میزان تراوش غشاء و درنتیجه بیشترین پایداری غشاء مربوط به تیمار آبیاری نرمال و بیشترین میزان تراوش غشاء و در نتیجه کمترین پایداری غشاء مشترکا مربوط به تیمار های تنش خشکی متوسط و شدید بود.
تفاوت های قابل توجهی بین ژنوتیپ های سورگوم دانه ای در مورد تحمل به دوره های تنش خشکی و واکنش به این دوره ها وجود دارد، همچنین عملکرد دانه و اجزای آن، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، محتوای آب نسبی و پایداری غشای سلول بین ژنوتیپ ها و تیمارهای تنش متفاوت بود. درمجموع، می توان از ویژگی های مربوط به روابط آبی برگ پرچم و نفوذپذیری غشاء سلول به عنوان معیارهایی علاوه بر عملکرد دانه در ارزیابی تحمل به خشکی ژنوتیپ ها استفاده نمود.