اثر شوری و خشکی بر رشد، کارایی مصرف آب و غلظت سدیم و پتاسیم دو ژنوتیپ گندم بهاره آبی و دیم

سابقه و هدف: اثرات تنش خشکی و شوری از نظر کمبود آب در گیاه شبیه به هم هستند، اما در تنش دراز مدت شوری، گیاه علاوه بر تنش خشکی تحت تاثیر تنش زیادی یون و اسمز بالا هم قرار می‌گیرد. استان گلستان دارای خاک‌هایی با درجات مختلف شوری (با بیش از 38 درصد اراضی شور) و شرایط مختلف زراعت (آبی و دیم) می‌باشد. هدف از آزمایش بررسی و شناخت فیزیولوژیکی با اندازه‌گیری‌هایی از برخی صفات رشدی، کارایی مصرف آب و غلظت های سدیم و پتاسیم گیاه روی ارقام متحمل گندم آبی و دیم بود. مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت گلدانی و در گلخانه دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان واقع در پردیس جدید به صورت فاکتوریل با دو رژیم رطوبتی (5 و 75 درصد تخلیه از رطوبت قابل استفاده خاک)، چهار سطح شوری (4.5، 6.5 و 8 دسی زیمنس بر متر و بدون شوری به عنوان شاهد) و دو رقم (رقم آبی20-87-n و رقم دیم کریم) در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. بر اساس نتایج آزمایش سال قبل ژنوتیپ 20-87-n برای شوری متوسط و شرایط آبی و رقم کریم برای شرایط دیم، مناسب بودند که به عنوان مواد آزمایشی انتخاب شدند. صفات اندازه گیری شده شامل سطح برگ، وزن خشک بخش‌های مختلف هوایی گیاه، تعداد روزنه‌، عناصر پتاسیم و سدیم به تفکیک برای برگ و ساقه، کل مصرف آب در طی دوره کاشت تا رسیدگی، کارایی مصرف آب دانه و بیوماس، اجزای عملکرد و عملکرد بودند. یافته‌ها: نتایج آزمایش نشان داد که ژنوتیپ 20-87-n سطح کل برگ بوته بالایی نسبت به رقم کریم دارد، اما تراکم روزنه در آن نسبت به کریم کمتر است. ژنوتیپ 20-87-n در تیمار خشک‌تر، یعنی 75 درصد تخلیه از رطوبت قابل استفاده خاک، عملکردی برابر با رقم کریم (1.20 گرم مقابل 1.16 گرم در بوته) داشت. در شرایط مرطوب‌‌تر، یعنی 5 درصد تخلیه از رطوبت قابل استفاده خاک، عملکرد ژنوتیپ 20-87-n نسبت به رقم کریم بالاتر (2.00 گرم مقابل 1.64 گرم در بوته) بود. رقم کریم در شرایط خشک‌تر کارایی مصرف آب دانه بالاتری نسبت به شرایط مرطوب داشت، اما ژنوتیپ 20-87-n برعکس آن بود و در شرایط مرطوب کارایی مصرف آب بالاتری نسبت به شرایط خشک از خود نشان داد. غلظت سدیم در ساقه حدود دو برابر برگ (به ترتیب 0.58 و 0.32 درصد) بود که با افزایش هر واحد در میزان شوری خاک تا 8 دسی زیمنس بر متر تقریبا 0.068 و 0.025 درصد به ترتیب بر غلظت سدیم در برگ و ساقه افزوده ‌گردید. در تیمار 75 درصد تخلیه از رطوبت قابل استفاده خاک غلظت سدیم برگ در شوری 6.5 دسی زیمنس بر متر به 0.5 درصد رسید اما در 5 درصد تخلیه از رطوبت خاک غلظت سدیم برگ با سرعت کندتر افزایش یافت و در شوری 8 دسی زیمنس بر متر به این مقدار رسید. از نظر نسبت na+/k+ ساقه و برگ اختلافی بین دو ژنوتیپ مشاهده نشد، اما با افزایش در شوری خاک این نسبت برای ساقه و برگ کاهش یافت. نتیجه گیری: ژنوتیپ 20-87-n برای شرایط آبی با شوری متوسط تا پائین مناسب می‌باشد و رقم کریم برای شرایط دیم مناسب می‌باشد. تا شوری 8 دسی زیمنس بر متر بین نسبت پتاسیم به سدیم ژنوتیپ‌ها اختلاف مشاهده شد که از این اختلاف می‌توان در شناسایی تحمل به شوری ژنوتیپ‌ها استفاده نمود.

Effects of salinity and drought on growth, water use efficiency and sodium and potassium concentrations of two irrigated and rain-fed spring wheat genotypes

Abstract: Introduction: The effect of drought and salinity stress in view of water deficiency are similar to each other, but under long termsalinity stress, in addition to drought stress the plant experiences increased osmotic and high ion stress. There are different levels of salinity (more than 38% of Golestan’s total land area is saltaffected) and various farming conditions (rainfed and irrigation) in Golestan Province, Iran. The purpose of this study was to evaluate the growth, water use efficiency and sodium and potassium concentrations of plant in irrigated and rainfed wheat genotypes (selected from the first year of the experiment). Materials and methods: The experiment was under greenhouse conditions and was conducted to physiologically compare genotypes selected in the first year in a factorial arrangement with two irrigation regimes (5 and 75 % water lost from soil available water), four levels of soil salinity (0, 4.5, 6.5, and 8 ds/m) and two tolerant genotypes (selected from the first year) in a completely randomized design with three replications. The greenhouse is located in Gorgan city of Iran. Two genotypes selected from the first year of the experiment at moderate salinity (9 ds/m) and under rainfed condition i.e. N 87 20 and Karim were the experimental material, respectively. In this experiment leaf area, number of stomata, sodium and potassium concentrations for leaf and stem, total water use from sowing to maturity, water use efficiency (WUE) for grain and biomass and yield were measured. Results: The results showed that genotype n 87 20 had higher leaf area but lower stomata density than those of Karim. Genotype n 87 20 in 25% soil available water, i.e. drier condition had similar yield (1.20 vs. 1.16 gr/plant) to Karim. In the wetter condition the yield of N 87 20 was higher than Karim (2.00 vs. 1.64 gr/plant). In drier condition, Karim had higher WUE than in wet condition but for N 87 20 genotype, it was reverse and it had higher WUE in dry than in wet condition. The sodium concentration in stem was twice as bigger than that of leaf (0.58 and 0.32%, respectively) and with increase in unit salinity of soil to 8 ds/m sodium concentration in leaf and stem increased 0.068 and 0.025 %, respectively. There was not any difference between two genotypes for Na+/ k+ in leaf and stem but with an increase in soil salinity the Na+/ k+ for leaf and stem decreased. Conclusion: N 87 20 was better genotype in irrigated conditions with no or moderate salinity stress and Karim was better genotype under rainfed condition. Up to 8 ds/m of soil salinity Na+/k+ ratio could indicate the difference between genotypes.