کمی‌سازی جوانه‌زنی بذر گوآر (cyamopsis tetragonoloba) نسبت به دما

مقدمه: گوآر با نام علمی cyamopsis tetragonoloba l.، گیاهی از خانواده بقولات است. صمغ گوار (حاصل آندوسپرم موجود در بذر) در بسیاری از صنایع مانند صنایع دارویی و غذایی، صنعت کاغذ، معدن، نفت و حفاری، نساجی و تولید مواد منفجره مورد استفاده قرار می‌گیرد. مدل‌سازی روشی است که در پیش‌بینی مراحل رشدی گیاه و تعیین واحدهای حرارتی مورد نیاز در هر مرحله رشدی بخصوص جوانه‌زنی کاربرد فراوان دارد. با توجه به کاربردهای مهم درمانی و صنعتی گیاه گوآر و نبود اطلاعات و گزارش‌های کافی مبنی بر تعیین دماهای کاردینال این گیاه، هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر دما بر صفات جوانه‌زنی و رشد اولیه گیاهچه و پیش‌بینی دماهای کاردینال (حداقل، بهینه و حداکثر) جوانه‌زنی این گیاه بود.مواد و روش‌ها: این پژوهش در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر دانشکده کشاورزی سرایان دانشگاه بیرجند در سال 1396 اجرا گردید. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 8 سطح تیمار دمایی شامل دماهای 5، 10، 15، 20، 25، 30، 35 و 40 درجه سلسیوس و 5 تکرار انجام شد. صفات درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی روزانه، متوسط جوانه‌زنی روزانه، طول ساقه‌چه، طول ریشه‌چه و طول گیاهچه اندازه‌گیری و محاسبه شد. دماهای کاردینال جوانه‌زنی با استفاده از تجزیه و تحلیل رگرسیونی و به کمک مدل‌های ارائه شده (مدل‌های رگرسیون غیرخطی لجستیک، دوتکه‌ای، چند جمله‌ای درجه دوم و درجه سوم) و با استفاده از سرعت جوانه‌زنی محاسبه شد. مقایسه میانگین‌ها با آزمون دانکن در سطح احتمال پنج درصد صورت گرفت. برای رسم نمودارهای سرعت جوانه‌زنی در برابر دما (برازش مدل‌های مختلف) از نرم افزار سیگماپلات استفاده شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که تاثیر سطوح مختلف دما بر جوانه‌زنی بذر گوآر بر سه مولفه درصد، سرعت و متوسط جوانه‌زنی بذر معنی‌دار بود. با توجه به نتایج بدست آمده کمترین مقادیر مربوط به درصد، سرعت و متوسط جوانه‌زنی در دماهای 5، 10 و 40 درجه سلسیوس بدست آمد و بیشترین مقادیر مربوط به سرعت جوانه‌زنی در دمای 15 درجه سلسیوس و همچنین بیشترین مقادیر مربوط به درصد جوانه‌زنی و متوسط جوانه‌زنی در دمای 35 درجه سلسیوس مشاهده شد. نتایج تاثیر سطوح مختلف دما بر رشد گیاهچه گوآر نشان داد که تاثیر دما بر سه مولفه طول گیاهچه، ساقه‌چه و ریشه‌چه بذر معنی‌دار شد. به طوری که کمترین مقادیر مربوط به طول گیاهچه، ساقه‌چه و ریشه‌چه در دماهای 5، 10 و 40 درجه سلسیوس مشاهده گردید. بیشترین طول گیاهچه و ساقه‌چه در دمای 30 درجه سلسیوس بود.نتیجه‌گیری: کمی‌سازی واکنش جوانه‌زنی بذر گوار به سطوح مختلف دما با استفاده از چهار تابع دوتکه‌ای، لجستیک، چندجمله‌ای درجه دو و درجه سه صورت گرفت. مدل رگرسیون چندجمله‌ای درجه دو براساس ضریب تبیین (r^2) و میزان انحراف، برازش مناسب و معنی‌داری با داده‌های مربوط به سرعت جوانه‌زنی در مقابل متغیر مستقل دما داشت. براساس پارامترهای مدل مذکور دمای بهینه جوانه‌زنی گوآر، 26.05 درجه سلسیوس بدست آمد و دمای حداقل و حداکثر جوانه‌زنی گوآر به ترتیب 6.09 و 40 درجه سلسیوس محاسبه شد.

Quantifying Guar (Cyamopsis tetragonoloba) Seed Germination Relative to Temperature

Extended Abstract Introduction: Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) is a plant from the legumes family. Guar gum is obtained from endosperm in guar seeds. Guar gum is used in many industries such as pharmaceutical and food industries, paper, mining, oil and drilling, textiles, and explosives industries. Modeling is a method that is widely used in predicting plant growth stages and determining the required thermal units in each growing stage, especially germination.Considering the important therapeutic and industrial uses of guar and the lack of sufficient information and reports to determine the cardinal temperatures of this plant, this study aimed to investigate the effect of temperature on germination traits and early seedling growth and predict the cardinal temperatures (minimum, optimal and maximum) of germination for this plant.Materials and Methods: This research was carried out at the Seed Sciences and Technology Laboratory of Agricultural College of Sarayan, the University of Birjand in 2017. Experiments were carried out in a completely randomized design with 8 levels of temperature treatments (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, and 40 °C), with 5 replications. Germination percentage, daily germination speed, mean daily germination, plumule length, root length, and seedling length were calculated. Cardinal temperatures of germination were calculated using regression analysis with the aid of the proposed models (logistic, twoway, quadratic, and thirdorder polynomials) using germination speed. The data were analyzed using SAS software and the comparison means were done by Duncanchr('39')s test at a probability level of 5%. Sigma Plot software was used to plot the germination rate against temperature graphs (for fitting different models).Results: The results showed that the effect of different temperature levels on the percentage, speed and mean seed germination was significant (P <0.05). According to the results, the lowest values for percentage, speed, and average germination were obtained at 5, 10, and 40 °C, and the highest germination speed was observed at 15 °C and also the highest percentage of germination and average germination was observed at 35 °C. The results of the effect of different temperature levels on seedling growth showed that the effect of temperature on the seedling length, stem, and root length was significant (P <0.01), so that the lowest values related to seedling length, plumule, and radicle was found at 5, 10 and 40 °C, and the maximum seedling and plumule length were 30 °C.Conclusion: Quantification of the gauge seed germination reaction to different temperature levels was carried out using four dualfunctions, logistic, quadratic and triple polynomials. The secondorder multitasking regression model, based on the coefficient of explanation (R2) and the amount of deviation, had a suitable and significant fit with the data related to germination rate against the independent temperature variable. Based on the parameters of the model, the optimum temperature was obtained at 26.05 °C and the minimum and maximum temperature of guar germination were calculated to be 6.09 and 40 °C.Highlights:Cardinal temperatures of guar seed germination were predicted.Based on cardinal germination temperatures, the planting date of guar became predictable.