واکنش های بیوشیمیایی برگ و ریشه ذرت به تنش هم زمان شوری و خشکی

سابقه و هدف:

 مدیریت آبیاری و استفاده از آبیاری بخشی ریشه تحت شرایط شور یکی از راه کارهای تولید پایدار در کشاورزی محسوب می شود. تولید گونه های فعال اکسیژن و تجمع سیتوپلاسمی اسمولیت ها یکی از عمومی ترین واکنش های گیاهی در پاسخ به تنش-های شوری و کم آبی در این شرایط می باشد. با این وجود مطالعات اندکی در زمینه ساز و کارهای گیاهی از جمله تغییرات آنزیم ها و تنظیم کننده های اسمزی سلولی، تحت سطوح یکسان پتانسیل اسمزی و ماتریک بر دو سمت ریشه گیاه در شرایط تنش هم زمان شوری و کم آبی و تفاوت آن با شرایط تنش مجزا صورت گرفته است. هدف از این مطالعه بررسی اثر مدیریت آبیاری بخشی بر تغییرات فعالیت آنزیم-های پراکسیداز و کاتالاز و محتوی پرولین در برگ و ریشه تحت مقادیر متفاوت از سطوح یکسان پتانسیل های اسمزی و ماتریک، در آبیاری بخشی ریشه ذرت رقم فجر (سینگل کراس260)، می باشد.

آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار با دو فاکتور شامل، نوع تنش (تنش شوری، تنش خشکی و تنش توام) و سطح پتانسیل (112- ، 119- و 363- کیلوپاسکال)، تحت شرایط گلخانه ای انجام شد. بستر کشت در تیمارهای توام توسط نایلون ضخیم و ناتراوا به دو قسمت برابر برای پخش یکنواخت و مساوی ریشه گیاه تقسیم گردید. در تنش توام نیمی از ریشه تحت تنش شوری و نیم دیگر تحت تنش خشکی (در سطوح متناظر و برابر پتانسیل اسمزی و ماتریک) قرار گرفت. به جهت زهکشی در تیمارهای شوری از تانسیومترهای دست ساز استفاده شد. اندازه گیری آنزیم کاتالاز، آنزیم پراکسیداز، پروتئین کل و پرولین در دو سمت اندام هوایی و دو سمت ریشه صورت گرفت. هم چنین وزن خشک کل و ریشه گیاه ذرت محاسبه گردید.

نتایج نشان داد با کاهش سطح پتانسیل، فعالیت آنزیم پراکسیداز و کاتالاز ریشه فقط در تیمارهای خشکی مجزا و بخش خشکی از تیمار توام، دارای روند مشابه (افزایشی) بود. در بخش خشکی از تیمار توام نسبت به تیمار خشکی مجزا، با کاهش سطح پتانسیل، فعالیت آنزیم پراکسیداز ریشه 5/18 درصد افزایش و فعالیت آنزیم کاتالاز ریشه 28/6 درصد کاهش یافت. در سطح پتانسیلی 363- کیلوپاسکال، وزن خشک ریشه در تیمار خشکی به ترتیب 3/48 و 31 درصد نسبت به تیمار شوری و توام افزایش یافت. با وجود تغییرات متفاوت در مقدار صفت های اندازه گیری شده در تنش های شوری، خشکی و توام، در یک پتانسیل یکسان، تفاوت معنی داری در وزن خشک کل مشاهده نگردید.

گیاه ذرت با وجود سطوح پتانسیل اسمزی و ماتریک یکسان در هر دو سمت ریشه، رفتارهای فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی یکسانی را از خود نشان نداد. در سطوح پایین پتانسیل اسمزی، استفاده از سیستم آبیاری بخشی ریشه با آب شور در تیمار توام، تنش کمتری را نسبت به تیمار مجزای شوری به گیاه وارد خواهد کرد. به نظر می رسد تعدیل در واکنش های بیوشیمیایی گیاه یکی از علل موفقیت روش آبیاری بخشی ریشه با آب شور باشد. بنابراین در حال حاضر با توجه به کمبود منابع آب های شیرین، سیستم آبیاری بخشی ریشه با آب شور به عنوان یک سیستم تقریبا مطلوب نسبت به سایر سیستم های آبیاری کامل ریشه با آب شور توصیه می شود