ارتباط بین نمو فنولوژیکی، شاخص‌های فیزیولوژیکی و تحمل به انجماد در گندم و چاودار زمستانه تحت شرایط مزرعه در مناطق معتدل و سرد

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

در غلات زمستانه مقاوم‌سازی با دماهای پایین، مرحله نموی گیاه و نیاز بهاره‌سازی بیان تحمل به انجماد را تحت تأثیر قرار می‌دهد. آزمایش حاضر جهت تعیین ارتباط بین مرحله نموی و تحمل به انجماد در گندم و چاودار زمستانه با عادت‌دهی در شرایط مزرعه‌ای در دو منطقه سرد و معتدل کشور انجام گرفت. گندم زمستانه نورستار (Triticum aestivum L. cv. Norstar) و چاودار زمستانه پوما (Secale cereale L. cv. Puma) که دارای نیاز بهاره‌سازی طولانی می‌باشند در نیمه دوم مهر 1387 در منطقه کرج و زنجان به‌ترتیب به‌عنوان مناطق معتدل و سرد کشت گردیدند. نمو گیاه (مراحل فنولوژیکی نوک ساقه)، نیاز بهاره‌سازی (تعداد روز تا مرحله سنبله‌دهی و تعداد برگ نهایی) و تحمل به انجماد (بقاء گیاهان در شرایط انجماد) در طول فصول پاییز و زمستان مورد ارزیابی قرار گرفتند. علاوه بر آن حداکثر عملکرد کوانتومی فتوسیستم II (نسبت فلورسانس متغییر به فلورسانس حداکثر) و همچنین محتوای کلروفیل برگهای توسعه یافته بالایی در مراحل اولیه زایشی مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. نتایج نشان داد تحمل به انجماد در هر دو گونه گیاهی طی فصل پاییز افزایش می‌یابد و بالاترین تحمل به انجماد در هر دو منطقه در دهه سوم دی‌‌ماه ثبت گردید که این زمان مصادف با محدوده اشباع بهاره‌سازی بوده و بعد از آن کاهش قابل ملاحظه‌ای در بیان تحمل به انجماد مشاهده شد. چاودار پوما در منطقه زنجان سطح بالایی از تحمل به انجماد را در اسفندماه نسبت به رقم نورستار نشان داد (حدود 24 – درجه سانتی‌گراد). با افزایش عادت‌دهی گیاهان به سرما کاهش معنی‌داری در تعداد برگ نهایی (FLN) برای هر دو گونه و در هر دو منطقه مشاهده گردید. با این حال کاهش FLN در چاودار پوما سریعتر از گندم نورستار بود. بررسی نمو نوک ساقه نشان داد که پیشرفت مراحل نموی در منطقه معتدل کرج سریعتر از منطقه سرد زنجان بود. روند ثابتی از عملکرد کوانتومی فتوسیستم II در طول دوره اندازه‌گیری مشاهده شد در حالی‌که محتوای کلروفیل با آغاز دوره زایشی به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. از نتایج حاضر می‌توان نتیجه گرفت هر چند در بین دو گونه گیاهی از نظر سطح تحمل به انجماد تفاوت‌هایی وجود دارد ولی در هر دو گونه دوام بیان تحمل به انجماد به تغییرات فنولوژیکی متاثر از عواملی از قبیل دمای عادت دهی به سرما در منطقه، طول نیاز بهاره سازی و زمان گلدهی بستگی دارد.

عنوان مقاله [English]

Relationship among phenological development, physiological indices and freezing tolerance in winter wheat and rye under field conditions in moderate and cold regions

چکیده [English]

Low temperature (LT) acclimation, phenological development and vernalization requirement are known to influence the expression of frost tolerance (FT) in winter cereals. A phenotypic study was undertaken to determine the interrelationship between developmental stages and FT in hardy winter wheat and rye cultivars acclimated under field condition in the cold and temperate regions of Iran. Winter wheat Norstar (Triticum aestivum L.) and winter Puma rye (Secale cereale L.) with long vernalization requirements were planted at the second decade of October in 2008 at Karaj and Zanjan as temperate and cold regions, respectively. Plant development (morphological stage of shoot apex), vernalization requirement (days to heading and final leaf number) and FT (survival of plants exposed to freezing conditions) were evaluated during the autumn and winter seasons in 2008-09. Furthermore, the ratio, the quantum efficiency of photosystem II and chlorophyll content of upper fully expanded leaves were measured at the early stage of reproductive growth in Karaj. Result showed that in both species, FT increased during the autumn in 2008 and the maximum FT in the both regions was achieved during the second decade of January 2009, which was about the same time as vernalization fulfillment occurred. Puma rye plants acclimated in Zanjan showed the highly significant level of FT (~-24ºC) in March in comparison to Norstar wheat (LT50= -17 ºC). A highly significant decrease (P