اثر افزایش دی‌اکسید کربن، تنش خشکی و اشعۀ فرابنفش بر برخی از صفات کمی و کیفی دو رقم کلزای پاییزه

حمیدرضا توحیدی مقدم, بهزاد ثانی, حسینعلی شیبانی, سیدعلی محمد مدرس ثانوی

چکیده


سابقه و هدف: خشكی، تابش و افزایش غلظت دی‌اكسید كربن، سه تنش عمده محیطی هستند كه امنیت غذایی بشر را تهدید می‌کنند. در دهه‌های اخیر تحقیقاتی در زمینه تاثیر هر یک از این سه عامل بر رشد و تولید گیاهان زراعی انجام شده است، اما تحقیقی که مشتمل بر اثر متقابل این سه عامل بر صفات کمی و کیفی کلزا باشد در دسترس نیست. بر این اساس این آزمایش با هدف بررسی اثرات سطوح مختلف آبیاری، دی‌اکسید کربن و اشعه فرابنفش بر دو رقم كلزای پاییزه آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایۀ بلوک‌های کامل تصادفی در 3 تکرار در  سال 1392اجرا شد.

مواد و روش­ها: در این آزمایش عامل اول دو رقم کلزای پاییزه شامل طلایه و اوکاپی، عامل دوم آبیاری در دو سطح آبیاری نرمال منطقه (شاهد یا عدم تنش کم‌آبی) و آبیاری به میزان 60٪ ظرفیت مزرعه از ابتدای مرحلۀ گل‌دهی تا انتهای آن، عامل سوم شامل دو سطح غلظت گاز دی‌اکسید کربن 400 (غلظت موجود در طبیعت) و 900 میکرومول بر مول هوا و عامل چهارم شامل سه طول موج تابش فرابنفش (طول موج‌های UV-A, B, C به ترتیب با شدت 18, 25 و 40 میکرووات بر سانتی‌متر مربع) انتخاب شد. صفاتی نظیر تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین، وزن هزار دانه، عملكرد دانه و عملكرد روغن، میزان رنگدانه فلاونوئید، رنگدانه آنتوسیانین و میزان فلورسانس مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج و بحث: نتایج نشان داد که اثر آبیاری بر کلیه صفات به جز عملکرد روغن اثر معنی‌دار دارد. همچنین نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از آن است كه تنش خشکی سبب کاهش تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و میزان فلورسانس شد در حالی‌که سبب افزایش میزان رنگدانه‌های فلاونوئید و آنتوسیانین در گیاه شد. افزایش میزان سطح دی‌اکسید کربن نیز تنها بر تعداد خورجین در بوته، میزان فلاونوئید و آنتوسیانین معنی‌دار نبود. به‌طوری‌که افزایش میزان سطح دی‌اکسید کربن سبب افزایش وزن دانه‌ها، عملکرد دانه، عملکرد روغن و میزان فلورسانس گیاه شد. تاثیر اشعه فرابنفش بر کلیه صفات از نظر آماری معنی‌دار بود. در حالی‌که اشعه فرابنفش با سطوح پرانرژی‌تر سبب کاهش کلیه صفات آزمایشی به جز میزان فلاونوئید و آنتوسیانین‌ها شد. اثرات متقابل سه‌گانه آبیاری در دی‌اکسید کربن در اشعه فرابنفش نیز در سطح یک درصد بر عملکرد دانه و در سطح پنج درصد بر عملکرد روغن معنی‌دار شد. مقایسه میانگین‌های اثر متقابل سه‌گانه آبیاری در دی‌اکسید کربن در اشعۀ فرابنفش نیز نشان داد که هم در شرایط آبیاری و هم تنش بالاترین میانگین عملکرد دانه در شرایطی به دست آمد که از غلظت 900 ppm دی‌اکسید کربن و سطح تابش UVA استفاده شده بود.

نتیجه‌گیری: در مجموع نتایج این بررسی نشان داد که افزایش سطح دی‌اکسید کربن می‌تواند اثرات مخرب سطوح پرانرژی اشعه فرابنفش را بر وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد روغن و میزان فلورسانس جبران کند و سبب افزایش این صفات شود.


واژگان کلیدی


کلزا، تنش خشکی، دی اکسید کربن، اشعۀ فرابنفش، عملکرد دانه.

تمام متن:

PDF

منابع و مآخذ مقاله


Aljazairi, S., Arias, C. and Nogués, S., 2015. Carbon and nitrogen allocation and partitioning in traditional and modern wheat genotypes under pre-industrial and future CO2 conditions. Plant Biology.17, 647-659.

Anonymous. 2011. Scientific assessment of ozone depletion. Global Ozone Research and Monitoring Project Report. Geneva, Switzerland. W.M.O.

Bacelar, E., Moutinho-Pereira, J., Ferreira, H. and Correia, C., 2015. Enhanced ultraviolet-B radiation affect growth, yield and physiological processes on triticale plants. Procedia Environmental Sciences. 29, 219- 220.

Buchholz, G., Ehmann, B. and Wellman, E., 1995. Ultraviolet light inhibition of phytochorome induced flavonoid biosynthesis and DNA photolyase formation in mustard cotyledons (Synapis alba L.). Plant Physiology. 108, 227-234.

Correia, C.M., Pereira, J.M., Bjorn, L.O. and TorresPereira, J.M.G., 2005. Ultraviolet radiation and nitrogen affect the photosynthesis of maize. European Journal of Agronomy. 22, 337-347.

Del Amor, F.M., Pinero, M.C., Otalora-Alcon, G., Perez-Jimenez, M. and Marin-Minano, M., 2015. Effect of different nitrogen forms and CO2 enrichment on the nutrient uptake and water relations of pepper plants (Capsicum annuun L.). Procedia Environmental Sciences. 29, 203-204.

Dwivedi, R., Singh, V.P., Kumar, J. and Prasad, S.M., 2015. Differential physiological and biochemical responses of two Vigna species under enhanced UV-B radiation. Journal of Radiation Research and Applied Sciences. 8, 73-181.

Finnan, J.M., Donnelly, A., Burke, J.I. and Jones, M.B., 2002. The effects of elevated concentrations of carbon dioxide and ozone on potato yield. Agriculture Ecosystems and Environment. 88, 11-22.

IPCC., 2014. Working Group III Technical Support Unit.Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Summary for Policymakers.

Krizek, D.T., Brita, S.J. and Miewcki, R.M., 1998. Inhibitory effects of ambient level of solar UV-A and UV-B on growth of cv. New Red Fire lettuce. Plant Physiology. 103, 1-7.

Liu, B., Liu, X.B., Li, Y.S. and Herbert, S.J., 2013. Effects of enhanced UV-B radiation on seed growth characteristics and yield components in soybean. Field Crops Research. 154, 158-163.

Liu, B., Wang, C., Jin, J., Liu, J.D., Zhang, Q.Y. and Liu, X.B., 2009. Responses of soybean and other plants to enhanced UV-B radiation. Soybean Science. 28, 1097-1102.

Lobell, D.B., Roberts, M.J., Schlenker, W., Braun, N., Little, B.B., Rejesus, R.M. and Hammer, G.L., 2014 Greater sensitivity to drought accompanies maize yield increase in the US Midwest. Science. 344, 516-519.

Marin, F.R., Jones, J.W., Singels, A., Royce, F., Assad, E.D., Pellegrino, G.Q. and Justino, F., 2013. Climate change impacts on sugarcane attainable yield in southern Brazil. Climate Change. 117, 227-239.

Olsson, L.C., Fraysee, L. and Bornman, J.F., 2000. Influence of high light and UVB radiation on photosynthesis and D1 turnover in atrazine-tolerant and sensitive cultivars of Brassica napus L. Journal of Experimental Botany. 51, 265-274.

Reyes-Fox, M., Steltzer, H., Trlica, M., McMaster, G.S., Andales, A.A., Le Cain, D.R. and Morgan, J.A., 2014. Elevated CO2 further lengthens growing season under warming conditions. Nature. 510, 259262.

Sharma, D.K., 1992. Physiological analysis of yield variations mustard varieties under water stress and non-stress conditions. Annals of Agricultural Research. 13, 174-176.

Shweta, M. and Agrawal, S.B., 2006. Interactive effects between supplemental ultraviolet-B radiation and heavy metals on the growth and biochemical characteristics of Spinacia oleracea L. Brazilian Journal of Plant Physiology. 18, 307-314.

Stokes, C.J, Inman-Bamber, N.G., Everingham, Y.L. and Sexton, J., 2016. Measuring and modelling CO2 effects on sugarcane. Environmental Modelling and Software. 78, 68-78.

Sullivan, J.H. and Teramura, A.H., 1990. Field study on the interaction between solar ultraviolet-B radiation and drought on photosynthesis and growth in soybean. Plant Physiology. 92, 141-146.

Tanyolac, D., Ekmekci, Y. and Unalan, S., 2007. Changes in photochemical and antioxidant enzyme activities in maize (Zea mays L.) leaves exposed to excess copper. Chemosphere .67, 89-98.

Unger, P.W., 1982. Time and frequency of irrigation effects on sunflower production and water use. Soil Science Social. American Journal. 46, 1072-1076.

اثر افزایش دیاکسید کربن، تنش خشکی و اشعۀ فرابنفش ...

پاییز ،3 فصلنامه علوم محیطی، دوره چهاردهم، شماره 70

Vandegeer, R., Miller, R.E., Bain, M., Gleadow, R.M. and Cavagnaro, T.R., 2013. Drought adversely affects tuber development and nutritional quality of the staple crop cassava (Manihot esculenta Crantz). Functional. Plant Biology. 40, 195-200.

Walton, G., Medham, N., Robertson, M. and Potter, T., 2002. Phenology, Physiology and Agronomy. Australian Journal of Agricultural Research. 59, 1425-39.

Wright, P.R., Morgan, J.M.R., Jessop, S. and Gass, A., 1995. Comparative adaption canola (Brassica napus L.) and Indian mustard (Brassica juncea) to soil water deficits: Yield and yield components. Field Crops Research. 42, 1-13.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.