به منظور بررسی واکنش ژنوتیپ‌های مختلف گندم دوروم (Triticum durum) به تنش خشکی آخر فصل، این تحقیق طی سال های زراعی 84-1383 و 85-1384 در مزرعه تحقیقاتی ایستگاه تحقیقات کشاورزی نیشا بور اجرا شد. تعداد 17 ژنوتیپ انتخابی گندم دوروم به همراه دو رقم گندم نان و یک رقم گندم دوروم (20 ژنوتیپ و رقم) در دو آزمایش جداگانه (شرایط آبیاری مطلوب و تنش خشکی آخر فصل) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس مرکب دو ساله عملکرد دانه نشان داد اختلاف معنی داری بین ژنو تیپ‌ها وجود داشت (1%≥P). اثر سال و تنش رطوبتی بر عملکرد دانه معنی‌دار بود (1%≥P) ، ولی اثرات متقابل دوگانه و سه گانه معنی‌دار نبود. به دلیل همبستگی بالای شاخص های STI و MP با عملکرد دانه تحت وجود و عدم وجود تنش خشکی ، چنین به نظر می رسد از این شاخص ها می توان برای گزینش لاین های متحمل به خشکی گندم استفاده کرد. بر اساس این دو شاخص ، ژنوتیپ‌های شماره 15 ،14و 4 متحمل ترین ژنوتیپ نسبت به تنش خشکی انتهای فصل بود.ند . همچنین بر اساس شاخص های حساسیت SSI و TOLژنوتیپ های شماره 7 و 12 حساس ترین ژنوتیپ به خشکی بودند.
مقدمه
بخش وسیعی از اراضی زیر کشت گندم در جهان و ایران در مناطق خشک و نیمه خشک قرار گرفته است و در این مناطق به علت کمبود منابع آب و در نتیجه خشکی محیط، عملکرد گندم کاهش می‌یابد (3). استفاده از ارقامی که آب قابل دسترس را با کارایی بیشتر مصرف کرده و متحمل خشکی باشند، یک روش اساسی برای افزایش تولید در محیط‌های مستعد خشکی است (4). به نظر می‌رسد کمبود آب در برخی مناطق امنیت غذایی جهان را به مخاطره خواهد افکند، به ویژه با توجه به گرم شدن جهانی هوا بر اثر گازهای گلخانه‌ای که الگوی بارندگی دنیا را تغییر داده، اثرات خشکی در آینده نیز تشدید خواهد شد. در استان خراسان رضوی، گندم با تنش خشکی انتهای فصل مواجه می باشد که در این گونه مزارع، ثبات و پایداری بیشتر عملکرد در محیط‌های با تنش و بدون تنش از پتانسیل عملکرد اهمیت بیشتری دارد (3). از میان انواع گونه‌های جنس تریتیکوم، گندم دوروم (T. durum) به مناطق کم باران دارای تنش خشکی و تغییرات شرایط آب و هوایی، بهتر از ارقام گندم نان سازگاری دارد و در شرایط مطلوب و فاریاب، محصول آن با گندم نان قابل رقابت است (5). 9% مساحت گندم‌کاری جهان و 5% گندم تولیدی جهان به گندم دوروم اختصاص دارد (3). علی رغم نیاز مبرم صنایع ماکارونی سازی کشور به گندم دوروم و وجود ارقام و لاین‌های پر محصول و سازگار به محیط‌های خشک و کم آب، این گندم تا کنون جایگاه مناسبی در منطقه پیدا نکرده و اهمیت آن برای زارعین ناشناخته مانده است.
هدف از این تحقیق، شناسایی لاین های متحمل به تنش خشکی انتهای فصل و ارزیابی عملکرد آنها در شرایط تنش و بدون تنش و نیز شناسایی بهترین شاخص ها برای تعیین لاین های متحمل به تنش خشکی در منطقه نیشابور بود.
مواد و روش ها
این تحقیق طی سال های زراعی 84-1383 و 85-1384 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی نیشابور اجرا شد. این ایستگاه در ابتدای جاده باغرود و در ارتفاع 1350 متر از سطح دریا واقع شده است که متوسط بارندگی سالیانه آن 220 میلی متر می باشد. آزمایش شامل 17 لاین پیشرفته متحمل به خشکی گندم دوروم انتخابی از مواد برتر آزمایش مقدماتی سال اول به همراه سه رقم گندم دوروم آریا، گندم نان چمران و مرودشت بود. گندم دوروم آریا از ارقام جدید و پر محصول گندم دوروم منطقه، گندم چمران از ارقام گندم نان متداول در مناطق خشک استانهای خراسان و گندم مرودشت از ارقام جدید و پر محصول گندم نان مناطق معتدل کشور بوده که به عنوان شاهد در این طرح شرکت داشتند. 20 ژنوتیپ و رقم مورد بررسی به صورت دو آزمایش جداگانه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در شرایط آبیاری کامل (بدون تنش) و تنش رطوبتی انتهایی ارزیابی شدند. تنش خشکی با قطع آبیاری پس از ظهور سنبله (قطع دو نوبت آبیاری در مرحله دانه‌بندی) اعمال شد. میزان کود بر اساس آزمون شیمیایی خاک، به صورت 150 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل، 150 کیلوگرم سولفات پتاسیم، 50 کیلوگرم سولفات روی در هکتار قبل از کاشت و 400 کیلوگرم اوره در هکتار با سه تقسیط (100 کیلوگرم در هکتار قبل از کاشت، 150 کیلوگرم در هکتار در اواسط پنجه زنی و 150 کیلوگرم در هکتار در اواسط ساقه رفتن) مصرف شد. در طول فصل رشد از صفات مختلفی مانند ارتفاع بوته، تاریخ ظهور سنبله، تاریخ رسیدگی فیزیولوژیک یادداشت برداری گردید.
نتایج و بحث
تجزیه مرکب عملکرد دانه لاین‌های مورد بررسی در طی دو سال زراعی و تحت دو شرایط متفاوت رطوبتی نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد وجود دارد. اثر سال و تنش رطوبتی بر عملکرد دانه در سطح یک درصد معنی‌دار بود. میانگین عملکرد دانه در سال اول و دوم به ترتیب 5412 و8121 کیلوگرم در هکتار بود . تفاوت معنی‌دار در دو سال آزمایش به دلیل خسارت تگرگ سال اول و همچنین شرایط آب و هوایی بهتر در سال دوم اجرای آزمایش بود. متوسط درصد کاهش عملکرد دانه ناشی از اعمال تنش رطوبتی سال اول و دوم اجرای طرح به ترتیب 30 و 23 درصد و مقدار متوسط آن 5/26 درصد نسبت به شرایط آبیاری کامل بود (جدول 2). کاهش عملکرد دانه ارقام گندم با اعمال تنش رطوبتی با نتایج برخی محققان مطابقت دارد (1، 8). اثر متقابل سال × تنش رطوبتی، سال × ژنوتیپ، ژنوتیپ × تنش رطوبتی و اثر متقابل سه جانبه سال × تنش رطوبتی × ژنوتیپ معنی‌دار نشد . این امر بیانگر واکنش یکسان ژنوتیپ ها در سال ها و سطوح تنش بود. تجزیه واریانس عملکرد دانه ژنوتیپ‌ها در شرایط آبیاری کامل و تنش خشکی نشان داد که ژنوتیپ های آزمایشی در سطح 5 درصد تفاوت معنی‌داری دارند. مقایسه میانگین عملکرد دانه در شرایط آبیاری کامل بیانگر برتری لاین شماره 7 با 8805 کیلوگرم در هکتار و برتری لاین شماره 15 با 6329 کیلوگرم در هکتار در شرایط تنش رطوبتی بود .محاسبه و بررسی روابط همبستگی بین شاخص‌های تحمل به خشکی با عملکرد در شرایط تنش و بدون تنش نشان داد که بهترین شاخص ها جهت بررسی ژنو تیپ های متحمل، شاخص های MP و STI می‌باشند . این نتایج با بخشی از نتایج فرناندز (6)، شفازاده و همکاران (1) و سنجری پیرواتلو (24) مطابقت دارد. در بررسی های شفازاده و همکاران (1) ضرایب همبستگی ساده بین عملکرد دانه و شاخص ها نشان داد که شاخص های STI ، MP وGMP دارای همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد دانه در شرایط تنش خشکی بوده و در گزینش ژنوتیپ ها برای تحمل به کم آبیاری استفاده گردیدند؛ بر این اساس رقم پیشتاز و ژنوتیپ Huw234-lR34/PRINA متحمل ترین گندم به خشکی شناخته شدند.
با توجه به مقادیر شاخص‌های STI و MP، لاین شماره 15 با شجره (Patka-7/Yazi-1) و عملکرد 8502 در شرایط آبیاری کامل و 6330 کیلوگرم در هکتار در شرایط تنش، متحمل ترین ژنوتیپ نسبت به خشکی بود. شاخص STI این لاین بیشترین (88/0) و شاخص MP و GMP آن به ترتیب 7417 و 7336 کیلوگرم در هکتار بود . این ژنوتیپ در شرایط آبیاری کامل، رتبه سوم و در شرایط تنش رطوبتی، رتبه اول عملکرد را به خود اختصاص داده است. بر اساس دو شاخص حساسیت(TOL و SSI) حساس ترین ژنوتیپ ها شماره 7و 12 بودند . فلاحی و همکاران (7) گزارش کردند که نتایج حاصل از مطالعه همبستگی بین شاخص ها و میانگین عملکرد دانه در شرایط تنش و بدون تنش نشان داد که مناسب ترین شاخص ها برای غربال کردن لاین ها در شرایط تنش و بدون تنش، شاخص های بهره وری متوسط، تحمل تنش، میانگین هندسی بهره وری و میانگین هارمونیک هستند.
ژنوتیپ‌های شماره 15، 17، 14، 6، 7 و 4 که عملکرد مطلوبی در هر دو شرایط داشتند از معیار تحمل به خشکی (TOL) و شاخص حساسیت به خشکی مناسبی برخوردار نبودند (جدول2). ضرایب همبستگی بین عملکرد دانه در شرایط تنش (YS) و بدون تنش (YP) مثبت و غیر معنی‌دار بود (44/0=r ). عملکرد دانه در شرایط تنش (YS) با شاخص‌های MP، GMP و STI و در شرایط بدون تنش (YP) با تمام شاخص ها همبستگی مثبت و معنی‌داری نشان داد . این نتایج با یافته‌های شفازاده و همکاران (1) مطابقت دارد. بالاترین ضریب همبستگی عملکرد دانه در شرایط بدون تنش به ترتیب با شاخص‌های STI، MP، TOL و GMP به دست آمد، ولی در شرایط تنش رطوبتی بالاترین ضریب همبستگی عملکرد دانه به ترتیب با شاخص های STI ، MP و GMP حاصل شد. بر اساس تقسیم‌بندی فرناندز (17) با توجه به معیارهای مطلوب محاسبه شده (MP وSTI ) و همچنین نمودار پراکنش شاخص های تحمل می‌توان ژنوتیپ‌های شماره 15، 14 و 4را جزء ژنوتیپ‌های گروه اول (عملکرد بالا در شرایط تنش و بدون تنش) منظور نمود.
نتایج نشان داد در بین ژنوتیپ‌های مورد بررسی، لاین شماره 15 (Patka-7/Yazi-1) متحمل ترین ژنوتیپ گندم دوروم نسبت به تنش رطوبتی انتهای فصل بود، به طوری که عملکرد دانه این ژنوتیپ در شرایط تنش و بدون تنش به ترتیب برابر با 6330 و 8502 کیلوگرم در هکتار بود. شاخص های STI و MP، همبستگی بالایی با عملکرد دانه تحت شرایط تنش و بدون تنش نشان دادند. بنابراین می توان از این شاخص ها برای گزینش لاین های متحمل استفاده کرد. همچنین ژنوتیپ های شماره 7 و 12 با بیشترین مقدار شاخص SSI و TOL حساس ترین ژنوتیپ ها نسبت به خشکی انتهای فصل بودند.
محمد شریفی ا الحسینی – مسعود عزت احمدی
اعضای هیات علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی
مقدمه
بخش وسیعی از اراضی زیر کشت گندم در جهان و ایران در مناطق خشک و نیمه خشک قرار گرفته است و در این مناطق به علت کمبود منابع آب و در نتیجه خشکی محیط، عملکرد گندم کاهش می‌یابد (3). استفاده از ارقامی که آب قابل دسترس را با کارایی بیشتر مصرف کرده و متحمل خشکی باشند، یک روش اساسی برای افزایش تولید در محیط‌های مستعد خشکی است (4). به نظر می‌رسد کمبود آب در برخی مناطق امنیت غذایی جهان را به مخاطره خواهد افکند، به ویژه با توجه به گرم شدن جهانی هوا بر اثر گازهای گلخانه‌ای که الگوی بارندگی دنیا را تغییر داده، اثرات خشکی در آینده نیز تشدید خواهد شد. در استان خراسان رضوی، گندم با تنش خشکی انتهای فصل مواجه می باشد که در این گونه مزارع، ثبات و پایداری بیشتر عملکرد در محیط‌های با تنش و بدون تنش از پتانسیل عملکرد اهمیت بیشتری دارد (3). از میان انواع گونه‌های جنس تریتیکوم، گندم دوروم (T. durum) به مناطق کم باران دارای تنش خشکی و تغییرات شرایط آب و هوایی، بهتر از ارقام گندم نان سازگاری دارد و در شرایط مطلوب و فاریاب، محصول آن با گندم نان قابل رقابت است (5). 9% مساحت گندم‌کاری جهان و 5% گندم تولیدی جهان به گندم دوروم اختصاص دارد (3). علی رغم نیاز مبرم صنایع ماکارونی سازی کشور به گندم دوروم و وجود ارقام و لاین‌های پر محصول و سازگار به محیط‌های خشک و کم آب، این گندم تا کنون جایگاه مناسبی در منطقه پیدا نکرده و اهمیت آن برای زارعین ناشناخته مانده است.
هدف از این تحقیق، شناسایی لاین های متحمل به تنش خشکی انتهای فصل و ارزیابی عملکرد آنها در شرایط تنش و بدون تنش و نیز شناسایی بهترین شاخص ها برای تعیین لاین های متحمل به تنش خشکی در منطقه نیشابور بود.
مواد و روش ها
این تحقیق طی سال های زراعی 84-1383 و 85-1384 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی نیشابور اجرا شد. این ایستگاه در ابتدای جاده باغرود و در ارتفاع 1350 متر از سطح دریا واقع شده است که متوسط بارندگی سالیانه آن 220 میلی متر می باشد. آزمایش شامل 17 لاین پیشرفته متحمل به خشکی گندم دوروم انتخابی از مواد برتر آزمایش مقدماتی سال اول به همراه سه رقم گندم دوروم آریا، گندم نان چمران و مرودشت بود. گندم دوروم آریا از ارقام جدید و پر محصول گندم دوروم منطقه، گندم چمران از ارقام گندم نان متداول در مناطق خشک استانهای خراسان و گندم مرودشت از ارقام جدید و پر محصول گندم نان مناطق معتدل کشور بوده که به عنوان شاهد در این طرح شرکت داشتند. 20 ژنوتیپ و رقم مورد بررسی به صورت دو آزمایش جداگانه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در شرایط آبیاری کامل (بدون تنش) و تنش رطوبتی انتهایی ارزیابی شدند. تنش خشکی با قطع آبیاری پس از ظهور سنبله (قطع دو نوبت آبیاری در مرحله دانه‌بندی) اعمال شد. میزان کود بر اساس آزمون شیمیایی خاک، به صورت 150 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل، 150 کیلوگرم سولفات پتاسیم، 50 کیلوگرم سولفات روی در هکتار قبل از کاشت و 400 کیلوگرم اوره در هکتار با سه تقسیط (100 کیلوگرم در هکتار قبل از کاشت، 150 کیلوگرم در هکتار در اواسط پنجه زنی و 150 کیلوگرم در هکتار در اواسط ساقه رفتن) مصرف شد. در طول فصل رشد از صفات مختلفی مانند ارتفاع بوته، تاریخ ظهور سنبله، تاریخ رسیدگی فیزیولوژیک یادداشت برداری گردید.
نتایج و بحث
تجزیه مرکب عملکرد دانه لاین‌های مورد بررسی در طی دو سال زراعی و تحت دو شرایط متفاوت رطوبتی نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد وجود دارد. اثر سال و تنش رطوبتی بر عملکرد دانه در سطح یک درصد معنی‌دار بود. میانگین عملکرد دانه در سال اول و دوم به ترتیب 5412 و8121 کیلوگرم در هکتار بود . تفاوت معنی‌دار در دو سال آزمایش به دلیل خسارت تگرگ سال اول و همچنین شرایط آب و هوایی بهتر در سال دوم اجرای آزمایش بود. متوسط درصد کاهش عملکرد دانه ناشی از اعمال تنش رطوبتی سال اول و دوم اجرای طرح به ترتیب 30 و 23 درصد و مقدار متوسط آن 5/26 درصد نسبت به شرایط آبیاری کامل بود (جدول 2). کاهش عملکرد دانه ارقام گندم با اعمال تنش رطوبتی با نتایج برخی محققان مطابقت دارد (1، 8). اثر متقابل سال × تنش رطوبتی، سال × ژنوتیپ، ژنوتیپ × تنش رطوبتی و اثر متقابل سه جانبه سال × تنش رطوبتی × ژنوتیپ معنی‌دار نشد . این امر بیانگر واکنش یکسان ژنوتیپ ها در سال ها و سطوح تنش بود. تجزیه واریانس عملکرد دانه ژنوتیپ‌ها در شرایط آبیاری کامل و تنش خشکی نشان داد که ژنوتیپ های آزمایشی در سطح 5 درصد تفاوت معنی‌داری دارند. مقایسه میانگین عملکرد دانه در شرایط آبیاری کامل بیانگر برتری لاین شماره 7 با 8805 کیلوگرم در هکتار و برتری لاین شماره 15 با 6329 کیلوگرم در هکتار در شرایط تنش رطوبتی بود .محاسبه و بررسی روابط همبستگی بین شاخص‌های تحمل به خشکی با عملکرد در شرایط تنش و بدون تنش نشان داد که بهترین شاخص ها جهت بررسی ژنو تیپ های متحمل، شاخص های MP و STI می‌باشند . این نتایج با بخشی از نتایج فرناندز (6)، شفازاده و همکاران (1) و سنجری پیرواتلو (24) مطابقت دارد. در بررسی های شفازاده و همکاران (1) ضرایب همبستگی ساده بین عملکرد دانه و شاخص ها نشان داد که شاخص های STI ، MP وGMP دارای همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد دانه در شرایط تنش خشکی بوده و در گزینش ژنوتیپ ها برای تحمل به کم آبیاری استفاده گردیدند؛ بر این اساس رقم پیشتاز و ژنوتیپ Huw234-lR34/PRINA متحمل ترین گندم به خشکی شناخته شدند.
با توجه به مقادیر شاخص‌های STI و MP، لاین شماره 15 با شجره (Patka-7/Yazi-1) و عملکرد 8502 در شرایط آبیاری کامل و 6330 کیلوگرم در هکتار در شرایط تنش، متحمل ترین ژنوتیپ نسبت به خشکی بود. شاخص STI این لاین بیشترین (88/0) و شاخص MP و GMP آن به ترتیب 7417 و 7336 کیلوگرم در هکتار بود . این ژنوتیپ در شرایط آبیاری کامل، رتبه سوم و در شرایط تنش رطوبتی، رتبه اول عملکرد را به خود اختصاص داده است. بر اساس دو شاخص حساسیت(TOL و SSI) حساس ترین ژنوتیپ ها شماره 7و 12 بودند . فلاحی و همکاران (7) گزارش کردند که نتایج حاصل از مطالعه همبستگی بین شاخص ها و میانگین عملکرد دانه در شرایط تنش و بدون تنش نشان داد که مناسب ترین شاخص ها برای غربال کردن لاین ها در شرایط تنش و بدون تنش، شاخص های بهره وری متوسط، تحمل تنش، میانگین هندسی بهره وری و میانگین هارمونیک هستند.
ژنوتیپ‌های شماره 15، 17، 14، 6، 7 و 4 که عملکرد مطلوبی در هر دو شرایط داشتند از معیار تحمل به خشکی (TOL) و شاخص حساسیت به خشکی مناسبی برخوردار نبودند (جدول2). ضرایب همبستگی بین عملکرد دانه در شرایط تنش (YS) و بدون تنش (YP) مثبت و غیر معنی‌دار بود (44/0=r ). عملکرد دانه در شرایط تنش (YS) با شاخص‌های MP، GMP و STI و در شرایط بدون تنش (YP) با تمام شاخص ها همبستگی مثبت و معنی‌داری نشان داد . این نتایج با یافته‌های شفازاده و همکاران (1) مطابقت دارد. بالاترین ضریب همبستگی عملکرد دانه در شرایط بدون تنش به ترتیب با شاخص‌های STI، MP، TOL و GMP به دست آمد، ولی در شرایط تنش رطوبتی بالاترین ضریب همبستگی عملکرد دانه به ترتیب با شاخص های STI ، MP و GMP حاصل شد. بر اساس تقسیم‌بندی فرناندز (17) با توجه به معیارهای مطلوب محاسبه شده (MP وSTI ) و همچنین نمودار پراکنش شاخص های تحمل می‌توان ژنوتیپ‌های شماره 15، 14 و 4را جزء ژنوتیپ‌های گروه اول (عملکرد بالا در شرایط تنش و بدون تنش) منظور نمود.
نتایج نشان داد در بین ژنوتیپ‌های مورد بررسی، لاین شماره 15 (Patka-7/Yazi-1) متحمل ترین ژنوتیپ گندم دوروم نسبت به تنش رطوبتی انتهای فصل بود، به طوری که عملکرد دانه این ژنوتیپ در شرایط تنش و بدون تنش به ترتیب برابر با 6330 و 8502 کیلوگرم در هکتار بود. شاخص های STI و MP، همبستگی بالایی با عملکرد دانه تحت شرایط تنش و بدون تنش نشان دادند. بنابراین می توان از این شاخص ها برای گزینش لاین های متحمل استفاده کرد. همچنین ژنوتیپ های شماره 7 و 12 با بیشترین مقدار شاخص SSI و TOL حساس ترین ژنوتیپ ها نسبت به خشکی انتهای فصل بودند.
محمد شریفی ا الحسینی – مسعود عزت احمدی
اعضای هیات علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی
دیدگاه ها