بررسی تاثیر کاربرد عناصر روی و بور بر گیاه مادری گندم در شرایط تنش گرما بر سلامت غشا سلولی بذر تولیدی و کیفیت فیزیولوژیک گیاهچه

مقدمه: تامین عناصر مهم و موثر نظیر روی و بور در عملکرد کمی و کیفی به‌ویژه در مناطقی که خاک به دلایلی نمی‌تواند نیاز گیاه را تامین کند، راهکاری مناسب برای بهبود کیفیت بذر و گیاهچه و وضعیت تغذیه و بهداشت جامعه خواهد بود. با توجه به اینکه در بخش قابل توجهی از مناطق تولید کننده گندم کشور مراحل نمو بذر با گرمای انتهای فصل مواجه می‌شود، بنابراین در تحقیق حاضر به بررسی تاثیر تنش گرما و تغذیه گیاه مادری با عناصر ریزمغذی روی و بور بر زوال بذر و کیفیت فیزیولوژیک گیاهچه گندم پرداخته شد.مواد و روش‌ها: در یک آزمایش مزرعه‌ای بذرهای گندم در دو تاریخ کاشت مناسب (30 آبان ماه) و تاخیری (15 دی ماه) برای اعمال تنش گرمای انتهای فصل در مرحله نمو بذر، در شهرستان رامهرمز با سه تکرار کشت شدند. تغذیه گیاه مادری با عناصر روی و بور در سه سطح (عدم استفاده، کاربرد روی و کاربرد بور) بصورت محلول‌پاشی اعمال شد. بذرها بعد از برداشت به آزمایشگاه منتقل و سلامت غشا سلول‌های بذر توسط آزمون هدایت الکتریکی به‌عنوان شاخصی از زوال‌پذیری بررسی شد. همچنین بخش دیگری از بذرها نیز برای بررسی کیفیت بذر و گیاهچه در گلخانه به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در گلدان کشت و ارزیابی شدند.یافته‌ها: نتایج نشان داد که مواجه شدن نمو بذر با تنش گرما سبب کاهش کیفیت بذر و همچنین گیاهچه‌های حاصل از آن شد. به‌طوری که غشا سلولی در بذر تولید شده در شرایط تنش گرما دچار آسیب شده و هدایت الکتریکی آنها 19% افزایش یافت. همچنین این بذرها در مواجه با تیمار فرسودگی، حساسیت بیشتری نشان دادند. درصد ظهور گیاهچه در بذرهای تنش دیده 21.66% کاهش یافت. همچنین تنش گرما شاخص‌های کیفیت گیاهچه نظیر میزان کلروفیل، وزن خشک بخش هوایی و ریشه را کاهش داد. استفاده از عناصر روی و بور بر گیاه مادری سبب شد تا علاوه بر بهبود کیفیت بذر و گیاهچه در شرایط عدم تنش، از اثرات بد تنش گرما بر کیفیت بذر و گیاهچه نیز کاسته شود. همبستگی منفی و معنی‌داری بین هدایت الکتریکی بذر و پارامترهای کیفی وجود داشت. لذا استفاده از این آزمون برای تعیین کیفیت بذر به‌ویژه بذرهای تولید شده در شرایط تنش گرمای انتهای فصل، قابل توصیه است.نتیجه‌گیری: با توجه به اثرات منفی گرما طی نمو بذر بر کیفیت بذر تولید شده، تاریخ کاشت حتی الامکان به گونه‌ای تنظیم شود که نمو بذر با تنش گرمای انتهای فصل مواجه نشود. نظر به اثرات مفید کاربرد روی و بور در گیاه مادری بر بسیاری از صفات مرتبط با کیفیت بذر و گیاهچه، مصرف آنها بویژه روی در شرایط خاکهای دچار کمبود و یا احتمال وقوع تنش گرمای آخر فصل قابل توصیه است.

Effect of Zinc and Boron Application on Wheat Mother Plant under Heat Stress on Cell Membrane Integrity of the Produced Seed and Physiological Quality of Seedling

Extended AbstractIntroduction: Providing important and effective elements such as zinc and boron especially in areas where the soil for some reason cannot meet the needs of the plant will be a good solution to improve seed and seedling quality and nutrition, and community health status. A considerable part of the wheat producing regions in the country are faced with late season haet during seed development stages. Thus, the present study will investigate the effect of heat stress and mother plant nutrition with zinc and boron micronutrients on seed deterioration and physiological quality of wheat seedlings.Material and Methods: In a field experiment, wheat seeds were planted on two suitable planting dates (November 20) and late (January 5) to apply lateseason heat stress during the seed development stage with three replications in Ramhormoz, Iran. The nutrition of mother plants with zinc and boron elements was done at three levels (nutrientfree and application of zinc and boron) as a foliar application. After harvest, the seeds were transferred to the laboratory and membrane integrity of seed cells was investigated using an electrical conductivity test as an indicator of deterioration. Another part of the seeds was planted in a factorial pot experiment based on RCBD with three replications to evaluate the quality of seeds and seedlings in the greenhouse.Results: The results showed that exposure of seeds to heat stress during development reduced seed quality as well as seedlings so that the cell membrane in the seeds produced under heat stress conditions was damaged and their electrical conductivity increased by 19%. Also, these seeds showed more sensitivity to deterioration. The percentage of seedling emergence in the stressed seeds decreased by 21.66%. Heat stress also reduced seedling quality indices such as chlorophyll content, shoot dry weight, and root dry weight. Application of zinc and boron on the mother plant not only led to improved quality of seeds and seedlings under normal conditions but also the negative effects of heat stress on seed and seedling quality were reduced. There was a significant negative correlation between the seed electrical conductivity test and qualitative parameters. Therefore, the use of this test is recommended to determine the quality of seeds, especially seeds produced under lateseason heat stress conditions.Conclusion: Noting the negative effect of heat during seed development on seed quality, planting dates should be adjusted as much as possible so that the seed development stage does not coincide with the lateseason heat stress. Due to the beneficial effects of using zinc and boron in the mother plant on many traits related to the quality of seeds and seedlings, their application especially zinc in soils with deficiency or the possibility of heat stress at the end of the season is recommended.Highlights:Zinc and boron micronutrients were used to mitigate the harmful effects of heat stress on seed quality. Physiological characteristics of seedlings obtained from seeds produced in the field under lateseason heat stress conditions were investigated.