اثر تنش شوری بر برخی از خصوصیات فتوسنتزی پنج توده‌ کوشیا (Kochia scoparia (L.) Schrad.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 شرکت فناوران بذر یکتا

2 دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشگاه پیام نور

4 موسسه آموزش عالی شیروان

چکیده

سابقه و هدف:
کارکرد دستگاه فتوسنتزی گیاهان شور دوست قسمت عمده‌ای از تحمل به شوری این گیاهان را به عهده دارد. کوشیا (Kochia scoparia) به عنوان یک گیاه شور دوست در شرایط تنش شوری توانایی تولید زیست توده‌ی، بالایی دارد. مطالعه فتوسنتز و عوامل وابسته به آن در شرایط تنش شوری می‌تواند دیدگاه‌ های فیزیولوژیک مناسبی را در درک رفتار این گیاه در مواجهه با تنش فراهم ‌سازد. بنابراین آزمایش مزرعه‌ای به منظور اعمال تنش شوری همراه با حضور سایر عوامل محیطی و پرهیز از شرایط مصنوعی برای مطالعه فتوسنتز و عوامل وابسته اجرا شد.
مواد و روش‌ها:
بنابراین به منظور بررسی اثر سطوح مختلف شوری بر برخی از خصوصیات فتوسنتزی توده‌های مختلف کوشیا، آزمایشی در قالب کرت‌های خرد شده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقات شوری قطب علمی گیاهان ویژه، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال زراعی 88 به اجرا درآمد. دو سطح شوری با هدایت الکتریکی 2/5 و dSm-15/16 به‌عنوان کرت‌های اصلی و پنج توده بومی کوشیا شامل ارومیه، اصفهان، بروجرد، بیرجند و سبزوار به‌عنوان کرت‌های فرعی در نظر گرفته شدند
یافته‌ها:
نتایج داد افزایش سطح شوری از 2/5 به dSm-15/16، تاثیر معنی‌داری بر میزان هدایت روزنه‌ای، تعرق، فعالیت فتوسنتزی در گیاه کوشیا داشت. با افزایش سطح تنش شوری از 2/5 به dSm-15/16، هدایت روزنه‌ای کوشیا 29 درصد، میزان تعرق 41/0 میلی مول بر متر مربع بر ثانیه و مقدار فتوسنتز 5/22 درصد افزایش یافت. از طرف دیگر افزایش سطح شوری تاثیر معنی‌داری بر غلظت کلروفیلa، کلروفیلb، کارتنوئیدها، عدد اسپد، دی‌اکسیدکربن زیر روزنه، عملکرد کوانتومی فتوسیستم II، میزان زیست توده، کارآیی مصرف آب و غلظت سدیم و پتاسیم در برگ و ساقه نداشت. اختلاف بین توده‌های مورد مطالعه از نظر کارآیی مصرف آب، سدیم برگ و ساقه معنی‌دار بود. بین توده‌های مورد مطالعه کوشیا، توده‌های اصفهان و سبزوار به ترتیب بیشترین و کمترین کارآیی مصرف آب را دارا بودند.

توده‌های ارومیه و بروجرد با اختلاف 7/52 درصد به ترتیب کمترین و بیشترین غلظت سدیم در ساقه و با 75 درصد اختلاف به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار سدیم برگ را دارا بودند. برهمکنش سطوح شوری و توده‌های مورد مطالعه تنها از نظر میزان هدایت روزنه‌ای و کارآیی مصرف آب معنی‌دار بود. . هدایت روزنه‌ای در تمامی توده‌ها بجز توده سبزوار با افزایش شدت تنش شوری افزایش یافت، این میزان افزایش در توده‌های اصفهان، بیرجند، بروجرد و ارومیه به ترتیب 9/64، 0/39، 8/38 و 0/13 درصد بود. در توده‌های ارومیه و بروجرد با افزایش شدت تنش شوری، کارآیی مصرف آب افزایش پیدا کرد و در سایر توده‌ها این روند کاهشی بود و بیشترین کاهش مربوط به توده‌ی اصفهان بود. بررسی میزان همبستگی کلروفیلa با کلروفیلb، کاروتنوئیدها و کل رنگدانه‌‌ها در سطح شوری dSm-12/5 معنی‌دار و با افزایش سطح شوری به dSm-15/16 میزان این همبستگی‌ها افزایش یافت. در بین خصوصیات رنگدانه‌های فتوسنتزی تنها نسبت کلروفیل a به کلروفیل b، همبستگی مثبت و معنی‌داری با زیست‌توده‌ نشان داد.
نتیجه گیری:
به طور کلی مطالعه برخی از خصوصیات فتوسنتزی توده‌های مختلف کوشیا در شرایط آبیاری با آب شور نشان داد که این گیاه دارای تنوع فراوانی از نظر پاسخ فرآیندهای فیزیولوژیک به تنش شوری است، که می‌توان از این تنوع جهت اصلاح و گزینش گیاهان متحمل به شوری استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of salinity stress on some photosynthetic characteristics in five Kochia (Kochia scoparia (L.) Schrad.) ecotypes

چکیده [English]

Background and objectives:
inFunction of the photosynthetic apparatus of halophytes plays an important role in their salinity tolerance. Kochia as a halophyte, is of high ability in biomass production in salinity stress conditions. Thus study photosynthesis and the related factors salinity stress can provide appropriate physiological view for better understanding of the plant mechanisms of in stress conditions. So a field experiment for evaluation photosynthesis and related factors at salinity stress in the real condition was done.
Materials and methods:
So an experiment was conducted as split-plot based on Complete Randomized Block Design with three replications to evaluate some photosynthetic characteristics of halophyte plant, Kochia scoparia, in different salinity levels at the Salinity Research Station of Ferdowsi University of Mashhad, Iran in 2009. Salinity as the main plot had two levels of 5.2 and 16.5 dSm-1 and five kochia ecotypes including Urmia, Isfahan, Borujerd, Birjand and Sabzevar were allocated as sub-plots.
Results:
Results indicated that increased salinity level had significant effect on stomatal conductance, transpiration and photosynthetic activity. With increasing levels of salinity from 5.2 to 16.5 dSm-1, stomatal conductance, transpiration rate and photosynthesis activity increased 29%, 0.41 mM.m-2 and 22.5% respectively. In the other hand increased salinity level had no significant effect on chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids content, spad, Ci, quantum yield of photosystem II, biomass, water use efficiency and potassium and sodium concentration in leaf and stem. There were significant effect observed between ecotypes in water use efficiency and potassium and sodium concentration in leaf and stem. Urmia and Borujerd with 52.7 percent different respectively, minimum and maximum in stem sodium and 75 percent different respectively had highest and lowest in leaf sodium. Interaction between salinity levels and ecotypes showed the significant effect only in stomatal conductance and water use efficiency. Stomatal conductance increasing in all ecotypes, except of Sabzevar ecotype with increased salinity, this rate of increase in Birjand, Borujerd and Urmia, ecotypes respectively 64.9, 39.0, 38.8 and 13.0 percentage. water use efficiency increased by increasing salinity in Urmia and Boroujerd ecotypes and in other ecotypes, this trend were decline and Isfahan ecotype has highest decline rate. Significant correlation observed between chlorophyll a with chlorophyll b, carotenoids and total pigments in 5.2 dSm-1. Among the photosynthetic pigments, chlorophyll a to chlorophyll b ratio, showed a positive significant correlation with biomass.
Conclusion :
Generally, the variation of photosynthetic characteristics responses to salinity stress in Kochia ecotypes was high which increases the possibility of using these characteristics in breeding programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Evapotranspiration
  • quantum yield
  • chlorophyll
  • Stomatal conductance