کمی‌سازی الگوی جذب آب غده‌های اویارسلام ارغوانی (cyperus rotundus) و ارزیابی رفتار جوانه‌زنی آن‌ها در شرایط مختلف نگهداری

مقدمه: غده‌ها، مهّم‌ترین اندام رویشی در افزونش (تکثیر) اویارسلام ارغوانی، به عنوان یکی از سمج‌ترین علف‌های‌هرز دنیا، می‌باشند. بررسی خصوصیات مرتبط با نحوه پاسخ غده به محیط اطراف مانند جذب و از دست دادن آب در پاسخ به دما، حائز اهمّیت می‌باشد. جذب آب اولین مرحله در فرآیند جوانه‌زنی می‌باشد اما الگوی جذب آب توسط غده‌های اویارسلام ارغوانی مشخص نشده است. همچنین از دست رفتن رطوبت غده‌ها یکی از عوامل موثر بر کاهش قابلیت جوانه‌زنی آن‌ها می‌باشد. به منظور بررسی نحوه جذب و کاهش رطوبت غده‌های اویارسلام ارغوانی، سه آزمایش جداگانه انجام شد.مواد و روش‌ها: آزمایش اول، غده‌ها در حمام آب با دماهای 10، 20، 30 و 40 درجه سلسیوس قرار داده شدند. سپس، وزن غده‌ها در زمان‌های مختلف (24 تا 3600 دقیقه) اندازه‌گیری شد. روند درصد جذب آب غده‌ها در دماهای مختلف به‌وسیله برازش مدل پلگ مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش دوم، زمان شروع جوانه‌زنی در دماهای ثابت 10، 20، 30 و 40 درجه سلسیوس مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش سوم، کاهش رطوبت و درصد جوانه‌زنی غده‌ها در دو محیط یخچال (دمای 4 درجه سلسیوس) و اتاق (دمای 22 تا 25 درجه سلسیوس) مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان داد که رطوبت نخستین غده‌های اویارسلام ارغوانی، 42 درصد می‌باشد و 10 درصد آب مازاد جذب می‌کنند. با پیروی از مدل پلگ، جذب آب غده‌ها با در نظر گرفتن نقش دما دارای دو مرحله می‌باشد: (1) جذب سریع (کمتر از هفت ساعت)، و (2) جذب بدون وقفه اما با سرعت (شیب) ملایم پس از آن. در مدل پلگ، فراسنجه‌های k1 (دقیقه در درصد وزن 1) و k2 (درصد وزن‌تر1) به ترتیب به عنوان شاخص سرعت جذب آب و شاخص ظرفیت جذب آب می‌باشند. فراسنجه k1، رابطه عکس با دما داشت. بیشترین و کمترین مقدار آن به ترتیب با 49.56 و 28.55 در دماهای 10 و 40 درجه سلسیوس بود. از سوی دیگر، روند فراسنجه k2 از 10 تا 30 درجه سلسیوس ثابت (0.1) ولی در دمای 40 درجه سلسیوس مقدار آن 0.087 بدست آمد. مدل هایپربولا دو فراسنجه‌ای، نسبت به مدل پلگ، مدل برتر بود و بیشترین درصد جذب آب و زمان لازم برای 50 درصد جذب آب را پیش بینی می‌کند. نتایج نشان داد که شروع جوانه‌زنی غده‌های اویارسلام ارغوانی تحت دماهای 10، 20، 30 و 40 درجه سلسیوس به ترتیب از روزهای 14.44، 6.57، 3.24 و 3.12 رخ داده است. در شرایط نگه‌داری غده‌ها در اتاق و یخچال، توقف جوانه‌زنی به ترتیب بعد از سه و نه ماه اتفاق افتاد. زمان لازم برای کاهش 50 درصد جوانه‌زنی در شرایط یخچال و اتاق به ترتیب 5.12 ماه (154 روز) و 1.3 ماه (39 روز) برآورد شد. زمان لازم برای 50 درصد کاهش وزن غده تحت شرایط نگهداری در اتاق و یخچال به ترتیب 1.981 ماه (59 روز) و حدود 6 ماه (180 روز) بود. به طور کلی، 11.85 درصد کاهش وزن غده (کاهش رطوبت) منجر به کاهش 50 درصدی جوانه‌زنی غده‌ها شد.نتیجه گیری: بیشترین جذب آب غده‌ها تحت همه دماها در کمتر از 420 دقیقه (هفت ساعت) رخ داد. کُند بودن جوانه زنی غده‌ها در دماهای پایین ارتباطی با مشکل در جذب آب ندارد. غده‌ها با از دست دادن حدود 12 درصد رطوبت، نیمی از قدرت جوانه‌زنی خود را از دست دادند. از طرف دیگر، نتایج حاکی از آن است که غده‌ها در دماهای خنک (4 درجه سلسیوس) نسبت به دمای محیط (22 تا 25 درجه سلسیوس) دیرتر رطوبت و قابلیت جوانه‌زنی خود را از دست می‌دهند.

Quantification of the Water Absorption Pattern of Purple Nutsedge (Cyperus rotundus) Tubers and Evaluation of Their Sprouting Behavior in Different Storage Conditions

Extended AbstractIntroduction: Tubers are considered as the most important vegetative organs in reproduction of purple nutsedge, as one of the most troublesome weeds worldwide. Therefore, it is great of importance to investigate the properties of the tuber response to the surrounding environment such as absorption and loss of water. Water uptake is the first step in the sprouting process, though the pattern of water uptake by purple nutsedge tubers has not been documented. Loss of water in tubers is one of the potent factors in reducing their ability to sprouting. Three separate experiments were carried out to investigate the absorption and loss of water content of purple nutsedge tubers.Material and Methods: In the first experiment, the tubers were placed in a water bath at temperatures of 10, 20, 30, and 40 ° C. Then, the weight of the tubers was measured at different times (24 till 3600 minutes). The water uptake percentage of tubers at different temperatures was studied by fitting the Peleg model. In the second experiment, the initiation day of sprouting was investigated at constant temperatures of 10, 20, 30, and 40 ° C. In the third experiment, water loss and sprouting percentage of tubers were evaluated in two conditions refrigerator (4 ° C) and room (22 to 25 ° C).Results: The results showed that the initial water content of tubers was 42% and absorbed 10% extra water after being immersed in water. The water uptake behavior was based on the Peleg model at two stages: (1) rapid uptake (less than 420 minutes (7 hours), and (2) a low uptake with a gentle slope afterward. In the Peleg model, the parameters K1 (minutes *.%weight 1) and K2 (%1) are water absorption rate and water absorption capacity, respectively. The K1 parameter was negatively against temperature. The highest and lowest values were 49.56 and 28.55 at 10 and 40 ° C, respectively. On the other hand, the trend of the K2 was constant (0.1) at 1030 °C but was 0.08 at 40 °C. The twoparameter Hyperbola model was superior to the Peleg and predicts the highest water absorption and time to 50 percent water absorption parameters. The results showed that sprouting of purple nutsedge tubers at 10, 20, 30, and 40 °C occurred after 14.44, 6.57, 3.24, and 3.12 days, respectively. Keeping the tubers in the room (2225 °C) and refrigerator (4 °C), sprouting stopped after 3 and 9 months, respectively. The time required for 50% reduction of sprouting in the room and refrigerator was estimated to be 1.3 months (39 days) and 5.12 months (154 days), respectively. The time required for 50% loss weight of tubers in the room and refrigerator was 1.981 months (59 days) and about 6 months (180 days), respectively. Overall, weight loss (water loss) up 11.85%, resulted in 50% reduction in tuber sprouting.Conclusion: Maximum water uptake in tubers occurred in less than 420 minutes (seven hours) at all temperatures. Slow sprouting in tubers at low temperatures is not associated with an obstacle in water absorption. Tubers lost half of their sprouting ability by losing water about 12%. On the other hand, the results show that the tubers at cool temperatures (4 °C) lose their water and sprouting capacity less than the ambient temperature (22 to 25 °C).Highlights:1 Determination of water absorption pattern on purple nutsedge tubers.2 Effect of storage location in reducing water and sprouting ability of purple nutsedge tubers.