تاثیر نانو دی اکسید تیتانیوم بر عملکرد و اجزای عملکرد گلرنگ تحت شرایط آبیاری معمولی و تنش کم آبیاری

مقدمه روغن گیاهی یکی از مواد غذایی اصلی مورد نیاز بشر است. با توجه به افزایش جمعیت، افزایش سطح زیر کشت و عملکرد گیاهان ضروری است. افزایش عملکرد روغن عمدتا با افزایش عملکرد دانه همراه است. اهمیت دانه های روغنی مانند گلرنگ در سال های اخیر افزایش یافته است و گلرنگ دارای جایگاه ویژه ای در ایران است زیرا سازگاری بالایی را با آب و هوای کشور نشان می دهد.
تنش خشکی یکی از مهمترین تنش های محیطی است که بر عملکرد محصولات کشاورزی در سراسر جهان تاثیر می گذارد و ممکن است باعث کاهش قابل توجه عملکرد شود. گلرنگ(Carthamus tinctorius L.) یک گیاه زراعی با ریشه سطحی است که می تواند تنش های محیطی از جمله تنش شوری و کمبود آب را تحمل کند. در اغلب گیاهان، زمان گلدهی تا رسیدگی دانه ها به کمبود آب حساس است.
نانوذرات می توانند جذب موثر کودها را در مقیاس نانو آسان کنند. علاوه بر این نانوذرات می توانند توانایی جذب آب توسط ریشه ها را افزایش داده و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان را افزایش دهند. بنابراین، نانوذرات می توانند مقاومت در برابر تنش های مختلف را افزایش دهند. نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در کشاورزی برای افزایش رشد و عملکرد، بهبود میزان فتوسنتز و کاهش بیماری استفاده می شوند. مشخص شده که استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم اثرات بسیار خوبی در عملکرد گندم، سویا، عدس و اسفناج نشان داده است.
هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر محلول پاشی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بر عملکرد و اجزای عملکرد ژنوتیپ های گلرنگ تحت شرایط آبیاری نرمال و کم آبیاری بود.
مواد وروش ها به منظور بررسی اثر محلول پاشی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر عملکرد و اجزای عملکرد ژنوتیپ های گلرنگ تحت شرایط آبیاری معمولی و کم آبیاری، آزمایشی به صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) قزوین در سال 1393 اجرا شد. رژیم آبیاری در دو سطح شامل آبیاری معمولی (آبیاری پس از 60 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A) و تنش کم آبیاری (آبیاری تا اواخر مرحله گلدهی مشابه آبیاری معمولی و در اواخر گلدهی تا رسیدگی، آبیاری پس از 100 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A) به عنوان عامل اصلی و نانو دی اکسید تیتانیوم در دو سطح، شامل استفاده از نانو دی اکسید تیتانیوم (غلظت 0.05 درصد قبل از گلدهی) و عدم استفاده (تیمار شاهد) و ژنوتیپ در هشت سطح شامل محلی کوسه، محلی اصفهان، مکزیکی 88، فرامان، صفه، گلدشت و مکزیکی 11به عنوان عامل های فرعی در نظر گرفته شدند. در این آزمایش صفات تعداد طبق در بوته، تعداد دانه در طبق، قطر طبق، وزن هزار دانه، شاخص برداشت و عملکرد دانه مورد بررسی قرار گرفتند.
یافته ها اثر آبیاری برای صفات وزن هزار دانه، شاخص برداشت و عملکرد دانه معنی دار بود. تنش کم آبیاری تعداد طبق ها، قطر طبق، وزن هزار دانه، شاخص برداشت و عملکرد دانه را کاهش داد. در آزمایش دیگری تنش آبی باعث کاهش ارتفاع گیاه، تعداد طبق ها و عملکرد دانه در گلرنگ شد. اعمال نانو دی اکسید تیتانیوم بر قطر طبق، شاخص برداشت و عملکرد دانه معنی دار بود.نانو دی اکسید تیتانیوم قطر طبق، شاخص برداشت و عملکرد دانه را افزایش داد و همچنین اثر سوء تنش خشکی بر قطر طبق را به طور معنی داری کاهش داد. نتایج تحقیق دیگری در مورد اثر محلول پاشی غلظت های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم (0.01، 0.02 و 0.03 درصد) و دی اکسید تیتانیوم بر روی گیاه جو نشان داد که صفات عملکرد دانه، تعداد بلال و شاخص برداشت در تمامی تیمارهای کاربرد نانو دی اکسید تیتانیم موثرتر از تیمار شاهد بود. اثر متقابل آبیاری و نانو دی اکسید تیتانیوم بر عملکرد دانه معنی دار بود. نانو دی اکسید تیتانیوم فقط در شرایط آبیاری معمولی عملکرد دانه را افزایش داد. احتمالا ذرات نانو دی اکسید تیتانیوم از طریق بهبود جذب نور و افزایش کارایی فتوسنتز باعث افزایش عملکرد دانه می شوند. تفاوت بین ژنوتیپ ها برای تمام صفات به جز قطر طبق معنی داربود. اگرچه بیشترین عملکرد دانه از رقم فرامان به دست آمد ولی ژنوتیپ های سینا و محلی اصفهان از نظر آماری با رقم فرامان تفاوت معنی داری نداشتند. پایین ترین عملکرد دانه متعلق به ارقام مکزیکی 11 و مکزیکی 88 بود.
نتیجه گیری نتایج نشان داد که تنش کم آبی باعث کاهش قابل توجهی در وزن هزار دانه، شاخص برداشت و عملکرد دانه شد. از آن جایی که وزن دانه یک جزء مهم عملکرد است به دلیل کاهش وزن دانه، عملکرد دانه کاهش می یابد. با کاربرد نانو دی اکسید تیتانیوم اثرات نامطلوب تنش بر تعداد طبق کاهش یافت، اگر چه اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر سایر صفات در شرایط تنش معنی دار نبود. مرحله رشد گیاه و غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم نیز مهم هستند و این ها برای گیاهان مختلف و یا حتی برای صفات مختلف نیز متفاوت هستند. به طور کلی ژنوتیپ های فرامان، سینا و محلی اصفهان دارای بالاترین عملکرد دانه در شرایط آب و هوای قزوین بودند.