ارزیابی تحمل به تنش کم آبی در ژنوتیپ های سیب زمینی در سطوح مختلف آبیاری با استفاده از شاخص DTI مبتنی بر صفات رشدی و زراعی

سابقه و هدف: کم آبیاری به عنوان یک راهبرد مدیریتی آب، با هدف تعادل بین حفظ عملکرد و افزایش کارایی مصرف آب توسعه یافته است. مطالعات اخیر نشان داده اند که تنظیم زمان و شدت آبیاری می تواند کارایی مصرف آب را افزایش داده و تاثیرات منفی تنش بر عملکرد غده را کاهش دهد. با توجه به تشدید تنش های خشکی ناشی از بحران آب و تغییرات اقلیمی، توسعه راهبرد های بهینه آبیاری و شناسایی ژنوتیپ های متحمل به کم آبی، برای حفظ عملکرد غده و افزایش بهره وری مصرف آب، امری ضروری است. این امر به ویژه در مناطق با محدودیت منابع آب اهمیت دوچندان می یابد.مواد و روش ها: این پژوهش طی سال های زراعی ۱۴۰۳ و ۱۴۰۴ در مزرعه ایستگاه تحقیقات ملی سیب زمینی شهرستان اردبیل اجرا شد. آزمایش به صورت طرح اسپلیت بلوک در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. در این طرح، سه سطح تامین آب (۶۰، ۸۰ و ۱۰۰ درصد نیاز آبی گیاه) به عنوان فاکتور اصلی (کرت افقی) و ۱۶ ژنوتیپ پرمحصول سیب زمینی به عنوان فاکتور فرعی (کرت عمودی) در نظر گرفته شدند. صفات عملکرد غده، ارتفاع بوته، تعداد ساقه اصلی در بوته، تعداد و وزن غده در بوته، مقدار آب مصرفی و کارایی مصرف آب، در طول دوره رشد و پس از برداشت اندازه گیری شدند. همچنین، شاخص های رشد مانند نرخ رشد نسبی (RGR)، نرخ رشد محصول (CGR)، شاخص سطح برگ (LAI)، دوام سطح برگ (LAD) و نرخ جذب خالص فتوسنتز (NAR) به صورت دوره ای (هر ۱۵ روز یک بار از ۳۰ روز پس از کاشت تا پایان دوره رشد) پایش گردیدند. برای ارزیابی تحمل ژنوتیپ ها به تنش خشکی، از شاخص تحمل به خشکی (DTI) استفاده شد. تحلیل مولفه های اصلی (PCA) به منظور تلفیق و گروه بندی ویژگی های فیزیولوژیکی، رشدی و عملکردی به کار رفت تا چارچوبی یکپارچه برای شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی و بهینه سازی عملکرد در شرایط محدود آب ارائه شود.یافته ها: نتایج نشان داد که ژنوتیپ های G۱۰۴۳ وEurostarch در تمام سطوح آبیاری، مقادیر بالایی از شاخص DTI را از خود نشان دادند و به عنوان ژنوتیپ های متحمل به کم آبی و پایدار شناسایی شدند. این ژنوتیپ ها توانستند عملکرد غده، تجمع ماده خشک و کارایی مصرف آب را در شرایط تنش آبیاری ملایم و شدید حفظ نمایند. برتری قابل توجه این دو ژنوتیپ G۱۰۴۳) و (Eurostarchدر تمامی سطوح آبیاری، حاکی از وجود مکانیسم های فیزیولوژیکی موثری برای مقابله با تنش خشکی در آن ها است. مقادیر بالای DTI در این ژنوتیپ ها احتمالا ناشی از پایداری شاخص های رشدی مانند LAI، CGR و LAD و همچنین تخصیص موثر ماده خشک به غده ها در شرایط خشکی بوده است. در مقابل، ژنوتیپ های Arsenal، Babilon و Shergaبه طور قابل توجهی به تنش خشکی حساس بودند. به نظر می رسد ژنوتیپ های متحمل، با حفظ رشد گیاه و تداوم فتوسنتز، قادر به کاهش حداقل عملکرد خود تحت شرایط تنش هستند. کاهش تدریجی مقادیر نهایی DTI با افزایش شدت تنش خشکی، بیانگر این مطلب است که پاسخ سیب زمینی به تنش خشکی به شدت تنش و مراحل رشد وابسته است. در مجموع، ترکیب ارزیابی عملکرد غده و شاخص های رشد با شاخص DTI، ابزار کارآمدی برای شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی در سیب زمینی و مدیریت بهینه آبیاری در شرایط کم آبی فراهم می آورد.نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که تلفیق شاخص تحمل به خشکی (DTI) با شاخص های رشد و صفات زراعی، چارچوبی جامع و قابل اعتماد برای ارزیابی تحمل ژنوتیپ های سیب زمینی به کم آبی فراهم می کند. بر این اساس، ژنوتیپ های G۱۰۴۳ وEurostarch به دلیل حفظ پایداری رشد، عملکرد غده و کارایی مصرف آب، به عنوان مناسب ترین ژنوتیپ ها برای شرایط کم آبی معرفی شدند، در حالی که ژنوتیپ های Arsenal،Babilon وSherga حساسیت بیشتری به محدودیت آب نشان دادند. بنابراین، استفاده از این رویکرد تلفیقی می تواند دقت انتخاب ژنوتیپ های متحمل را افزایش داده و در برنامه های اصلاحی و مدیریت بهینه آبیاری، به ویژه در مناطق دارای محدودیت منابع آب، مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

تحلیل مولفه های اصلی ، شاخص تحمل به خشکی ، صفات فیزیولوژیکی ، کم آبیاری ، سیب زمینی