مطالعه اثرات تنش شوری بر عملکرد و شاخص های فیزیولوژیک گندم در شرایط مزرعه

مقدمه: گندم به­عنوان یکی از استراتژیک ترین گیاهان زراعی، نقش حیاتی در تامین امنیت غذایی جمعیت رو به رشد جهان ایفا می کند. با این حال، تولید این محصول ارزشمند همواره با چالش های متعددی از جمله تنش های غیرزنده مواجه است. در این میان، شوری خاک و آب به­عنوان یک معضل فراگیر، به­ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران، تهدیدی جدی برای کشت گندم محسوب می شود. تنش شوری از طریق کاهش پتانسیل آب خاک (اثر اسمزی) و تجمع یون های سمی مانند سدیم و کلر (سمیت یونی)، فرآیندهای فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه را مختل کرده و در نهایت به افت شدید عملکرد دانه منجر می گردد. بررسی تاثیر سطوح مختلف شوری آب آبیاری بر صفات فیزیولوژیک (محتوای کلروفیل، پرولین و نشت الکترولیت)، اجزای عملکرد (تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه) و عملکرد نهایی دانه گندم رقم چمران ۲ در شرایط واقعی مزرعه در اقلیم نیمه خشک ایلام هدف تحقیق بود.مواد و روش ها: این پژوهش به صورت مزرعه ای در سال زراعی ۱۴۰۳-۱۴۰۲ در ایلام با اقلیم نیمه خشک (دومارتن) اجرا شد. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تیمار شوری آب آبیاری (شاهد ۲، ۴، ۶ و ۸ دسی زیمنس بر متر) و سه تکرار انجام گرفت. بذر گندم رقم چمران ۲ با تراکم ۴۰۰ بذر در مترمربع در کرت های ۳×۴ متری (۱۶ ردیف با فاصله ۲۵ سانتی متر) کشت شد. تنش شوری از مرحله ۳-۴ برگی تا رسیدگی کامل اعمال گردید و آب شویی ۱۵٪ برای جلوگیری از تجمع نمک در نظر گرفته شد. نمونه برداری از برگ پرچم در مرحله گرده افشانی انجام و کلروفیل کل (استون ۸۰٪ و اسپکتروفتومتری)، پرولین (روش نین هیدرین) و نشت الکترولیت اندازه گیری شد. عملکرد و اجزای آن از سطح دو مترمربع برداشت گردید. داده ها با نرم افزار SAS تحلیل و مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن (۵٪)  انجام شد.یافته ها: نتایج این تحقیق به وضوح نشان می دهد که تنش شوری آب آبیاری تاثیر عمیق و معنی داری بر تمامی صفات مورفولوژیک، عملکردی و فیزیولوژیک گندم دارد. یکنواختی مناسب بستر مزرعه (عدم معنی داری اثر بلوک) و دقت بالای اجرای آزمایش (CV کمتر از ۱۰ درصد)، اعتبار داده ها را تایید می کند. افزایش هدایت الکتریکی آب از ۲ به ۸ دسی زیمنس بر متر، عملکرد دانه را ۴۲ درصد کاهش داد (از ۶۲۵۰ به ۳۶۱۰ کیلوگرم در هکتار) که ناشی از کاهش همزمان وزن هزار دانه (۴۳ درصد) و تعداد دانه در سنبله (۳۵ درصد) بود. در سطح فیزیولوژیک، محتوای کلروفیل کل با ۵۸ درصد کاهش به ۱/۶۰ میلی گرم بر گرم وزن تر رسید که نشان دهنده تخریب شدید کلروپلاست هاست. در مقابل، پرولین به عنوان یک سازوکار دفاعی، ۴ برابر افزایش یافت (از ۴/۲ به ۱۶/۵ میکرومول بر گرم) و نشت الکترولیت نشان دهنده تخریب غشاها از ۱۸/۵ به ۵۲/۶ درصد افزایش یافت. همبستگی قوی بین عملکرد با کلروفیل (۹۲/۰) و نشت الکترولیت (۹۴/۰-) موید این است که تخریب غشاهای سلولی و کاهش توان فتوسنتزی، مکانیسم های اصلی کاهش عملکرد در شرایط شوری هستند. به طور کلی، گیاه گندم در سطوح شوری بیش از ۶ دسی زیمنس بر متر با کاهش شدید عملکرد و اختلالات فیزیولوژیک جبران ناپذیری مواجه می شود.نتیجه گیری: تنش شوری با تاثیر بر فرآیندهای کلیدی فیزیولوژیک از جمله تخریب کلروپلاست ها (کاهش ۵۸ درصدی کلروفیل)، افزایش نشت الکترولیت و تجمع پرولین، موجب کاهش چشمگیر اجزای عملکرد و در نهایت عملکرد دانه گندم می شود. همبستگی قوی بین صفات نشان می دهد که شاخص های فیزیولوژیک مانند کلروفیل و نشت الکترولیت می توانند به عنوان معیارهای قابل اعتماد برای غربالگری ارقام مقاوم به شوری مورد استفاده قرار گیرند. با توجه به کاهش ۴۲ درصدی عملکرد در شوری ۸ دسی زیمنس بر متر، مدیریت منابع آب و استفاده از ارقام متحمل به شوری برای کشت در مناطق خشک و نیمه خشک ضروری است.

کلیدواژه ها:

تنش اسمزی ، نشت الکترولیت ، پرولین ، سازگاری اسمزی ، سمیت یونی ، قابلیت هدایت الکتریکی (EC)