اثر تنش شوری بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژیک و وزن خشک در کشت مخلوط سورگوم (Sorghum bicolor) و کوشیا (Bassia indica)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مرکز ملی تحقیقات شوری، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران

2 دانشیار، بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران

10.29252/aridbiom.2021.1996

چکیده

باتوجه به کمبود منابع آبی، استفاده از آب‌های شور برای کشت گیاهان شورزی علوفه‌ای راهکاری کاربردی است، هرچند مشکل اصلی علوفه گیاهان شورزی محتوای انرژی کم و نمک بالای آن‌ها است. در این شرایط کشت و مصرف مخلوط گیاهان شورزی-زراعی می‌تواند مفید باشد. آزمایش حاضر به ­منظور بررسی اثر شوری آب آبیاری بر رشد و برخی ویژگی­های فیزیولوژیک سورگوم و کوشیا در نسبت­های مختلف کشت مخلوط، در مرکز ملی تحقیقات شوری اجرا شد. تیمارها شامل سه سطح تنش شوری 2، 7 و 14 دسی­زیمنس بر متر در کرت­های اصلی و پنج سامانه کشت: سورگوم خالص، 3/2 سورگوم (2 قسمت سورگوم، 1 قسمت کوشیا)، 3/1 سورگوم (1 قسمت سورگوم، 2 قسمت کوشیا) و 2/1 سورگوم (1 قسمت سورگوم، 1 قسمت کوشیا) و کوشیا خالص در کرت­های فرعی بود که به­ صورت کرت­های خردشده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی طراحی گردید. نتایج نشان داد که تنش شوری بسته به شدت آن، موجب تغییرات معنی­داری در رشد و ویژگی­های فیزیولوژیک سورگوم و کوشیا شد. شوری 14 دسی­زیمنس بر متر با کاهش وزن خشک (62%) و غلظت پتاسیم (22%) و افزایش غلظت سدیم (427%) و کلر (175%) و فعالیت آنزیم­های کاتالاز (88%)، پراکسیداز (77%)، سوپراکسیددیسموتار (86%) و آسکوربیک­پراکسیداز (154%) در سورگوم گردید. این افزایش و کاهش برای کوشیا کمتر بود (به­ترتیب 23%، 22%، 37%، 105%، 237%، 77%، 406% و 294%) که نشان­دهنده تحمل به شوری بالاتر کوشیا بود. شیوه بهینه کشت مخلوط برای سورگوم تیمار 3/2 سورگوم و برای کوشیا تیمارهای 3/1 سورگوم و 2/1 سورگوم بود، که بیانگر حساسیت بالاتر سورگوم به رقابت بین­گونه­ای در سامانه­های کشت مخلوط نسبت به کوشیا بود. بر اساس واکنش­های متفاوت دو گیاه به تنش شوری احتمالاً سورگوم با تحریک سیستم آنتی­اکسیدان در جهت تعدیل تنش اکسیداتیو و کوشیا با توزیع یونی در بافت­ها از طریق کاهش انتقال به شاخساره و/یا کده­بندی یونی در اندامک­ها به شوری تحمل داشتند. به‌نظر می‌رسد که تراکم مناسب از کوشیا (3/1) تحمل به شوری سورگوم را افزایش دهد، و بنابراین برای شرایط شور قابل توصیه است.

کلیدواژه‌ها


[1]. Afridi, M.S., Mahmood, T., Salam, A., Mukhtar, T., Mehmood, S., Ali, J. and Chaudhary, H.J. (2019). Induction of tolerance to salinity in wheat genotypes by plant growth promoting endophytes: Involvement of ACC deaminase and antioxidant enzymes. Plant Physiology and Biochemistry, 139: 569-577.
[2]. Ahmadi, A., Gomaryan, M., Toranjzar, H. and Ahmadloo, H. (2016). Changes in chemical composition and nutritive value of four halophyte shrubs at three phonological stages (Case study: marginal rangelands of Mighan playa). Journal of Rangeland, 10: 41-52. (in Farsi).
[3]. Barati, S., Basiri, M., Vahabi, M.R., Mosadeghi, M.R. and Takesh, M. (2015). Yield evaluation of Medicago sativa L. and Bromus tomentellus in mono-cropping and intercropping. Journal of Rangeland, 8(4): 318-327. (in Farsi).
[4]. Barati, S., Basiri, M., Vahabi, M.R., Mosadeghi, M.R. and Takesh, M. (2016). Effects of mono- and mixed culture on crude protein content of Medicago sativa L. and Bromus tomentellus Boiss. and on some soil elements. Journal of Rangeland, 10: 135-143. (in Farsi).
[5]. Beauchamp, C. and Fridovich, I. (1971). Superoxide dismutase, improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Analytical Biochemistry, 44: 276-287.
[6]. Burella, P.M., Odetti, L.M., Simoniello, M.F. and Poletta, G.L. (2018). Oxidative damage and antioxidant defense in Caiman latirostris (Broad-snouted caiman) exposed in ovo to pesticide formulations. Ecotoxicology and Environmental Safety, 161: 437-443.
[7]. Chance, B. and Maehly, A.C. (1995). Assay of catalase and peroxidase. In Culowic, S.P. and Kaplan, N.O. (eds.), Methods in Enzymology. Academic Press Inc. New York. pp. 764-765.
[8]. Duchene, O., Vian, J.F. and Celette, F. (2017). Intercropping with legume for agroecological cropping systems, complementarity and facilitation processes and the importance of soil microorganisms. A review. Agriculture, Ecosystems and Environment, 240: 148-161.
[9]. Farajian Mashhadi, M.A., Kafi, M. and Nezami, A. (2013). Intercropping of kochia (Kochia scoparia L.) with blue panic grass (Panicum antidotale Retz.) under irrigation with saline water. Agroecology, 5: 153-160.
[10]. Flowers, T.J. and Colmer, T.D. (2015). Plant salt tolerance: adaptations in halophytes. Annals of Botany, 115(3): 327-331.
[11]. Fouman, A., Mokhtarzadeh, A.A., Beheshti, S.A.R., Shiri, M.R., Raahnama, A.A., Nadali-Fatemeh, A., Nourmohammadi, S. and Hasanzadeh-Moghadam, H. (2008). Cultivar release Pegah, a new forage sorghum cultivar. Seed and Plant, 24: 367-371.
[12]. Gabriel, J. L., Almendros, P., Hontoria, C. and Quemada, M. (2012). The role of cover crops in irrigated systems: soil salinity and salt leaching. Agriculture, Ecosystems and Environment, 158: 200-207.
[13]. Ghaffarian, M.R., Yadavi, A., Dehnavi, M.M., Nassab, A.D.M. and Salehi, M. (2020). Improvement of physiological indices and biological yield by intercropping of kochia (Kochia scoparia), sesbania (Sesbania aculeata) and Gguar (Cyamopsis tetragonoliba) under the salinity stress of irrigation water. Physiology and Molecular Biology of Plants, 26(7): 1319-1330.
[14]. Hashemi, S.E., Emam Y. and Pirasteh-Anosheh, H. (2018). Responses of germination, early growth and phenology of barley to salicylic acid under salinity stress conditions. Cereal Research, 7: 579-590.
[15]. Kabria, M.G., Hossain, M., Murata, Y. and Hoque, M.A. (2017). Antioxidant defense mechanisms of salinity tolerance in rice genotypes. Rice Science, 24: 155-162.
[16]. Kazemeini, S.A. and Pirasteh-Anosheh, H. (2016). Ionic and growth response of rapeseed Sarigol cv. to varied level of salt stress at different growth stages. Journal of Oil Plant Production, 2: 47-58.
[17]. Larocque, G.R., Luckai, N., Adhikary, S.N., Groot, A. and Sharma, M. (2012). Competition theory science and application in mixed forest stands: review of experimental and modelling methods and suggestions for future research. Environmental Reviews, 21: 71-84.
[18]. Maas, E.V. and Hoffman, G.J. (1977). Crop salt tolerance-current assessment. Journal of Irrigation and Drainage Division, 103, 115-134.
[19]. Moameni, A, (2010). Geographical distribution and salinity levels of soil resources of Iran. Soil Research Journal, 24, 203-215.
[20]. Munns, R. and Tester, M. (2008). Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59, 651-681.
[21]. Nakano, Y. and Asada, K. (1981). Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant and Cell Physiology, 22, 867–880.
[22]. Pakar, N., Pirasteh-Anosheh, H., Emam, Y. and Pessarakli, M. (2016). Barley growth, yield, antioxidant enzymes, and ion accumulation affected by PGRs under salinity stress conditions. Journal of Plant Nutrition, 39(10), 1372-1379.
[23]. Pirasteh-Anosheh, H., Ranjbar, G., Pakniyat, H. and Emam, Y. (2016). Physiological mechanisms of salt stress tolerance in plants; an overview. In Azooz, M.M. and Ahmad, P. (eds.), Plant-environment interaction: responses and approaches to mitigate stress. London: John Wiley and Sons, pp. 141-160.
[24]. Ranjbar, G. and Pirasteh-Anosheh, H. (2015). A glance to the salinity research in Iran with emphasis on improvement of field crops production. Iranian Journal of Crop Sciences, 17, 165-178. (in Farsi).
[25]. Ranjbar, G.H., Ghadiri, H., Razzaghi, F., Sepaskhah, A.R. and Edalat, M. (2015). Evaluation of the SALTMED model for sorghum under saline conditions in an arid region. International Journal of Plant Production, 9(3), 373-392.
[26]. Rehman, S., Abbas, G., Shahid, M., Saqib, M., Farooq, A.B.U., Hussain, M. and Farooq, A. (2019). Effect of salinity on cadmium tolerance, ionic homeostasis and oxidative stress responses in conocarpus exposed to cadmium stress: Implications for phytoremediation. Ecotoxicology and Environmental Safety, 171, 146-153.
[27]. Saed-Moucheshi, A., Pakniyat, H., Pirasteh-Anosheh, H. and Azooz, M.M. (2014). Role of ROS as signaling molecules in plants. In Ahmad, P. (ed). Oxidative damage to plants, antioxidant networks and signaling. New York: Elsevier, pp. 585-620
[28]. Schwinghamer, T.D. and Van Acker, R.C. (2009). Emergence timing and persistence of kochia (Kochia scoparia). Weed Science, 56, 37-41.
[29]. Shobeiri, S.S., Habibi, D., Kashani, A., Paknejad, F. and Jafari, A. (2015). Study of physiological traits of grass pea with barely in pure and mixed cropping under dry land and irrigated conditions. Agronomy Journal, 107, 91-98.
[30]. Silva, M.L.D.S., Sousa, H.G.D., Silva, M.L.D.S., Lacerda, C.F.D. and Gomes-Filho, E. (2019). Growth and photosynthetic parameters of saccharine sorghum plants subjected to salinity. Acta Scientiarum Agronomy, 41:1-9.