برهمکنش تنش شوری و نیتروژن بر رشد و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت ارزن پادزهری (Panicum antidotale Retz.)

Abstract

مقدمه تنش شوری یکی از مهم­ترین تنش­های غیر زنده در مناطق خشک و نیمه خشک جهان محسوب می­شود (Pandolfi et al., 2012). گزارش شده است تنش شوری با کاهش وزن خشک و غلظت پتاسیم موجود در بافت­ های گیاهی می­تواند رشد و عملکرد محصولات زراعی مختلف را کاهش دهد (Pandolfi et al., 2012). به طور کلی تنش شوری باعث تغییرات عمده­ ای در متابولیسم گیاه همانند سمیت یونی، تنش اسمزی و تولید گونه­ های فعال اکسیژن نظیر پراکسید هیدروژن، رادیکال­های سوپراکسید و رادیکال­های هیدروکسیل اشاره نمود. در مواجهه با تنش شوری آنتی ­اکسیدانت­ هایی به عنوان رفتگر یا عامل محدود کننده تولید گونه­ های فعال اکسیژن عمل می­کنند ) (Apel et al., 2004. ارزن پادزهری از گراس­ های با تولید و ارزش تغذیه­ای بالایی است و به طور میانگین می­تواند سالیانه 180-150 تن علوفه در هکتار با میانگین پروتئین 18-15 درصد تولید کند (Sarwar et al., 2006). برخی مطالعات نشان داده­اند کاهش فتوسنتز در مواجهه با تنش شوری از اثرات اصلی تنش شوری محسوب شده که نتیجه آن کاهش ماده خشک تولیدی گیاه خواهد بود (Netondo et al., 2004). گراتان و همکاران (Grattan et al., 1999) بیان نمودند کاربرد نیتروژن در شرایط تنش رشد و عملکرد محصولات مختلف را بهبود بخشید. برخی محققین نیز نشان دادند کاربرد کود نیتروژن توانست اثر منفی تنش شوری در گیاهانی نظیر ذرت (Alipour et al., 2011) و سورگوم (Esmaili et al., 2008) را کاهش دهد. در بسیاری از این پژوهش­ها نشان داده شد کاربرد مناسب کود نیتروژن در شرایط تنش شوری علاوه بر بهبود رشد گیاه توانست تحمل به تنش شوری را نیز افزایش دهد. به عبارت دیگر، تنش شوری در سطوح پایین کاربرد کود نیتروژن اثرات منفی بارزتری بر کاهش وزن تر و خشک بوته در مقایسه با سطوح بالای آن داشت (Grattan et al., 1999). این مطالعه با هدف تعیین مقدار مناسب کود نیتروژن مصرفی در خاک­های شور انجام شد. همچنین در این پژوهش برهمکنش تنش شوری و کود نیتروژن بر رشد و فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانتی ارزن پادزهری بررسی شد. مواد و روش‌ها این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 4 تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز در تابستان سال 1393 اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی شامل شوری آب آبیاری (شاهد آب شهر (4.0)، 9 و 18 دسی­زیمنس بر متر) و مقادیر (صفر، 10، 20 و 30 میلی­گرم در کیلوگرم خاک) نیتروژن بود. ویژگی­های ارتفاع بوته، سطح برگ، وزن تر ریشه و اندام هوایی و وزن خشک ریشه و اندام هوایی در مرحله ظهور گل آذین و همچنین میزان فعالیت آنزیم­های کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسیددیسموتاز، غلظت پرولین و نسبت سدیم به پتاسیم در برگ و ریشه اندازه‌گیری شدند. تجزیه و تحلیل داده­ها توسط نرم­افزار آماری SAS9.1 و مقایسه میانگین­ها نیز به روش حداقل تفاوت معنی­ دار (LSD) در سطح احتمال 5% انجام گرفت. یافته ها نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر نیتروژن، شوری و اثر متقابل دو عامل بر کلیه ویژگی­های رشدی (به‌ استثنای وزن تر و خشک برگ و تعداد برگ) معنی­دار بود. تنش شوری باعث کاهش معنی­دار وزن تر ساقه، وزن تر برگ، وزن تر ریشه، ارتفاع بوته، سطح برگ و نسبت وزن خشک ریشه به وزن خشک ساقه شد. با افزایش نیتروژن و اعمال تنش شوری در مقایسه با تیمار شاهد، فعالیت آنزیم­های پراکسیداز، سوپراکسیددیسموتاز، کاتالاز و پرولین در تیمار 30 میلی­گرم نیتروژن و شوری 18 دسی­زیمنس بر متر به ترتیب به میزان 78.13، 17.6، 44.7 و 26 برابر افزایش یافت. با کاربرد کود نیتروژن نسبت سدیم به پتاسیم ریشه و ساقه به طور معنی­دای کاهش یافت. به طور کلی کاربرد 20 میلی­گرم کود نیتروژن توانست اثرات منفی تنش شوری را کاهش دهد ولی کاربرد 30 میلی­ گرم نیتروژن باعث کاهش معنی­ دار کلیه صفات مورد بررسی تحت تنش شوری شد. همچنین نتایج نشان داد تنش شوری باعث کاهش غلظت پتاسیم و افزایش غلظت سدیم در بافت­های گیاهی شد که نتیجه آن کاهش وزن تر برگ، ریشه و ساقه و همچنین ارتفاع بوته، سطح برگ و نسبت وزن خشک ریشه به ساقه بود. نتیجه­ گیری به طور کلی، نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد در سطوح بالای تنش شوری، کاربرد کود نیتروژن به میزان بیشتر از 20 میلی­گرم بر کیلوگرم خاک باعث تشدید اثرات منفی تنش شوری و ایجاد تنش اسمزی شد که نتیجه آن می­تواند کاهش جذب عناصر غذایی و آب و رشد گیاه باشد. به عبارت دیگر، در سطوح شوری پایین، کمبود مواد مغذی مورد نیاز گیاه می­تواند مهم­ترین عامل محدود کننده رشد گیاه باشد.