ارزیابی توان دگرآسیبی علف هرز فرفیون (Euphorbia Maculata) بر صفات جوانه‌زنی، رنگیزه‌های کلروفیلی و کاروتنوئیدی ارقام گندم

مقدمه: بسیاری از دانشمندان بر این عقیده اند که تحقیقات دگرآسیبی می تواند یکی از راه های اساسی کنترل علف های هرز در سیستم کشاورزی پایدار باشد. به طورکلی گیاهان حاوی ترکیبات آلی مختلفی می باشند که بر شیوه رفتاری جوامع گیاهی تاثیر می گذارند. این مواد اصولاً جزء مواد ثانویه گیاهی بوده که در قسمت های مختلف گیاه شامل ریزوم ها، ریشه ها، ساقه ها، برگ ها، گل ها، میوه ها و بذرها وجود دارند. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی توان دگرآسیبی اندام های مختلف علف هرز فرفیون بر خصوصیات جوانه زنی، رنگیزه های کلروفیلی و کاروتنوئیدی ارقام گندم بود.مواد و روش ها: در این آزمایش علف هرز فرفیون در مرحله رسیدگی کامل از منطقه مغان از توابع استان اردبیل جمع آوری و سپس اندام های مختلف فرفیون شامل ساقه، برگ و میوه به تفکیک از یکدیگر جدا گردید. تیماری دیگر تحت عنوان مخلوطی از اندام ها نیز در نظر گرفته شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاٌ تصادفی در 3 تکرار در دانشگاه گنبدکاووس در سال 1396 به اجرا درآمد. عامل اول شامل ارقام گندم در دو سطح شامل مروارید و گنبد و اندام ها در 5 سطح شاهد، عصاره ساقه، برگ، میوه و مخلوطی از آن ها به نسبت مساوی به عنوان عامل دوم بود. برای آزمون زیست سنجی، ابتدا سوسپانسیون 5 درصد وزنی به حجمی با کمک آب مقطر از هر یک از اندام های مورد بررسی و مخلوطی از آن ها تهیه شد. 10 میلی لیتر از هر یک از عصاره های تغلیظ شده اندام ها بر 50 عدد بذر ضدعفونی شده در پتری حاوی کاغذ صافی به طور جداگانه بر ارقام مورد بررسی اعمال گردید. در انتهای روز هفتم صفاتی نظیر سرعت و درصد جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه، شاخص طولی بنیه بذر، میزان کلروفیل a، b، کل و میزان کاروتنوئیدها مورد اندازه گیری قرار گرفت.یافته ها: نتایج نشان داد که درصد و سرعت جوانه زنی رقم گنبد برخلاف رقم مروارید به طور معنی داری تحت تاثیر عصاره آبی اندام های مختلف و مخلوطی از آن ها کاهش یافت. نتایج هم چنین نشان داد که تاثیر بازدارنده اندام میوه و برگ فرفیون بر درصد و سرعت جوانه زنی در رقم گنبد بیشتر از سایر اندام ها و مخلوطی از اندام ها بود. بررسی واکنش طول ریشه چه ارقام گندم نشان داد که تیمارهای مختلف اثر افزایشی و کاهشی به ترتیب بر ارقام مروارید و گنبد داشتند. مطابق نتایج، عصاره های ساقه، برگ و میوه اثر دگرآسیبی بیشتری بر طول ریشه چه نسبت به طول ساقه چه رقم گنبد داشته است. نتایج مقایسه میانگین ها هم چنین نشان داد که شاخص طولی بنیه بذر رقم مروارید و گنبد تحت تاثیر مواد دگرآسیب همه اندام های علف هرز فرفیون کاهش نشان داد. بیشترین کاهش معنی دار این صفت مربوط به اندام برگ روی رقم گنبد معادل 84.13 درصد در مقایسه با شاهد بود. در این مطالعه، میزان کاهش رنگیزه های فتوسنتزی کلروفیل کل و کاروتنوئیدها در هر دو رقم تحت عصاره آبی اندام های ساقه، برگ و میوه فرفیون متفاوت بود. بیشترین اثر کاهشی رنگیزه های مورد بررسی مربوط به اندام میوه در رقم مروارید بود؛ اما عصاره آبی مخلوطی از اندام ها اثر کاهشی و افزایشی معنی دار به ترتیب بر میزان رنگیزه های گندم مروارید و گنبد نسبت به شاهد نشان دادند. این امر احتمالاً به دلیل تفاوت کمیت و کیفیت برخی از آللوشیمیایی ها و به علاوه پاسخ متفاوت ارقام باشد.نتیجه گیری: با توجه به اثبات دگرآسیبی اندام های مختلف علف هرز فرفیون و تاثیرگذاری متفاوت آن ها بر صفات جوانه زنی به علاوه میزان کلروفیل و کاروتنوئید ارقام گندم مروارید و گنبد، پیشنهاد به بهره وری از ترکیبات زیستی آن ها با توجه به زیست توده تولیدی بالای آن ها در راستای کشاورزی پایدار می باشند.جنبه های نوآوری:بررسی اثر دگرآسیبی علف هرز فرفیون بر جوانه زنی بذر ارقام گندم در مزارع دشت مغان.عصاره آبی حاصل از برگ و میوه علف هرز فرفیون، جوانه زنی و رشد گندم رقم گنبد را به مقدار زیادی کاهش می دهد.

Evaluation of Allelopathic Effect of Euphorbia maculata Weed on Traits of Germination, Chlorophyll and Carotenoids Pigments of Wheat Cultivars

Extended abstract Introduction: Generally speaking, plants contain various organic compounds which could influence the behavior of plant communities. These compounds are basically secondary metabolites which are found in various parts of plants such as rhizomes, roots, stems, leaves, flowers, fruits and seeds. The objective of the present study was to investigate the hetrotoxicity potential of different organs of Euphorbia maculata weed on traits of germination, chlorophyll and carotenoids pigments of wheat cultivars.Material and Methods: In this experiment Euphorbia maculate weed was collected at full maturity stage from the Moghan region, located in Ardebil Province. Then various organs of Euphorbia maculate such as stems, leaves, and fruits were separated from each other. Another treatment namely, a mixture of different organs, was also made. This experiment was carried out as a factorial, adopting a completely randomized design with three replications in Weeds Science Laboratory of Gonbad ndash;e Kavous University in 2017. The first factor was wheat cultivar at two levels, consisting of Morvarid and Gonbad and organs in 5 levels (control, stem, leaf, fruit and their mixture, with equal amount of each) were the second factor. For the bioassay experiment, from each organ and their mixture, 5% suspension (w/v) was prepared, using distilled water. 10 ml of concentrated extract of each organ was applied on 50 sterilized seeds of cultivars of interest in a petri dish containing filter paper. After 7 days, traits such as rate and percentage of germination, radical length, shoot length, seed length vigor index, chlorophyll a, b and total content and carotenoids content were measured.Results: The results showed that unlike the Morvarid cultivar, germination rate and germination percentage of the Gonbad cultivar significantly decreased, using aqueous extract of various organs of Euphorbia maculata and their mixture. The results also showed that the inhibition effect of fruit and leaf organs on the rate and germination percentage of the Gonbad cultivar were higher than that of other organs and their mixture. According to the results, stem, leaf and fruit extracts had a higher toxic effect on the radical length, compared with the shoot length of the Gonbad cultivar. The results of mean comparison also showed that seed length vigor index of the Morvarid and Gonbad cultivars decreased, due to hetrotoxic compounds of all organs of Euphorbia maculate. In terms of this trait, the highest significant decrease was found in the Gonbad cultivar, which was about 84.13%, compared with the control. In this study, the decreases in the photosynthesis pigments of total chlorophyll and carotenoids in both cultivars with aqueous extract of stem, leaf and fruit organs of Euphorbia maculata were different. The highest decrease of pigments was found in the fruit organ of the Morvarid cultivar. However, aqueous extract of mixed organs had a significant decrease and increase on the content of these pigments in the Morvarid and the Gonbad cultivars, respectively, as compared with the control. This may be due to differences in the quantity and quality of some allelochemicals as well as different reactions of the cultivars.Conclusions: Given the evidence of the hetrotoxicity potential of various organs of Euphorbia maculata weed on traits of germination as well as the chlorophyll and carotenoids content of wheat cultivars, it is advisable to exploit huge biomass generated by these luxuriantly growing weeds as biocompounds in sustainable agriculture. Highlights:1 Study of allelopathic effect of Euphorbia maculate on various wheat cultivars in farms of the Moghan plain.2 Aqeous extract of Euphorbia maculate organs significantly reduces germination as well as seedling growth of the Gonbad cultivar.