صفحه محصول - بررسی اثر تنش خشکی بر شاخص های اگرو فیزیولوژیک گیاه کلزا با کاربرد زئولیت و سوپرجاذب

توضیحات

دانلود پایان‎نامه کارشناسی ارشد مهندسی کشاورزی

بررسی اثر تنش خشکی بر شاخص های اگرو فیزیولوژیک گیاه کلزا با کاربرد زئولیت و سوپرجاذب در شهرستان شیراز

چکیده

این پژوهش جهت بررسی اثر تنش خشکی در مراحل رشدی حساس کلزا و همچنین اثرات کاربرد زئولیت (10تن در هکتار) و سوپرجاذب (1کیلوگرم در هکتار) در قالب طرح بلوک کامل تصادفی به صورت اسپیلت پلات در سه تکرار و در شهرستان شیراز صورت گرفته است و در پایان خصوصیات کمی و کیفی گیاه کلزا تحت تیمارهای ذکر شده مورد آزمایش قرار گرفت.

نتایج نشان داد که تنش خشکی به ویژه در مرحله گلدهی و سپس خورجین دهی سبب کاهش عملکرد دانه، عملکرد روغن و میزان کلروفیل برگ شد. در صورتی که با کاربرد زئولیت و سوپرجاذب تمامی این صفات افزایش پیدا کرد.

همچنین تنش خشکی موجب افزایش میزان آنزیم های آنتی اکسیدانت گشته ولی زئولیت و سوپرجاذب مصرفی اثر عکس داشته و صفات کاهش معنی داری نشان دادند. نتایج تجزیه آماری نشان داد که اثر متقابل تنش خشکی و کاربرد زئولیت و سوپرجاذب بر تمامی صفات معنی دار بود. حداکثر عملکرد دانه به عنوان مهم ترین صفت مورد بررسی از تیمار تنش در مرحله ساقه دهی و کاربرد ده تن در هکتار زئولیت + یک کیلوگرم در هکتار سوپرجاذب به میزان 4/3528 کیلوگرم در هکتار به دست آمد و کمترین عملکرد دانه متعلق به تیمار تنش در مرحله گلدهی و عدم مصرف زئولیت و یا سوپرجاذب به میزان 2/1678 بود. لذا از نتایج به دست آمده در این آزمایش می توان چنین نتیجه گیری کرد که مرحله گلدهی و سپس خورجین دهی حساس ترین مراحل در گیاه کلزا می باشند و کاربرد زئولیت (ده تن در هکتار) و سوپرجاذب (یک کیلوگرم در هکتار) برای کاهش اثرات خشکی به عنوان بهترین تیمار مورد بررسی مشخص شد.

واژه های کلیدی:

کلزا

زئولیت

سوپرجاذب

عملکرد دانه

تنش خشکی

مقدمه

گیاهان حدود 400 میلیون سال است كه از زمان ترك دریاها و سكنی گزیدن در خشكی‌های كره زمین همواره با تنش رطوبتی مواجه بوده اند. هنگامی كه خشكی روی می‌دهد گیاهان عالی همیشه مجبورند كه آن را تحمل نموده یا چرخه زندگیشان را جهت دوری جستن از آن تنظیم نمایند. برخلاف حیوانات آنها نمی‌توانند به مكان مناسب‌تری نقل مكان نمایند. بنابراین در تكامل گیاهان خشكی زی، نیاز آنها به جستجو، جذب، انتقال و نگهداری آب به عنوان یك نیروی محرك عمده عمل كرده است. با وجود این، خشكی هنوز عمده‌ترین محدودیت در تولید محصولات زراعی است(علیزاده 1378).

امروزه دسترسی و كنترل منابع آبی به یكی از مهمترین مسائل و موضوعات قرن اخیر تبدیل شده است. در گذشته آبیاری معمولی ترین روش برای مقابله با كم آبی بود اما امروزه با كاهش شدید منابع آب، راه حل های دیگری مورد توجه قرار گرفته است. برای مثال محققان اصلاح نباتات در حال تحقیق بر روی یافتن گیاهان سازگارتر با محیط های مستعد بروز خشكی و نیز دستیابی به گیاهان با بازده مصرف آب بالا و در عین حال ثبات عملكرد بالا می باشند (Anonymous, 2010).

طبق گزارش های سازمان مدیریت منابع آب ایران(1389، 1388)، كشور ایران به سبب واقع شدن بر روی كمربند خشك جهانی همواره در معرض خشكی می باشد(بی نام، 1389). نزدیك به دو سوم بارندگی سالیانه در سطح كره زمین تبخیر شده و از دسترس خارج می گردد و بیش از نیمی از آنچه باقی می ماند بدون استفاده به سمت دریاها جاری می گردد، از سوی دیگر مقدار بارندگی و توزیع آن بسیار متغیر است به طوری كه در یك سال با خشكسالی مواجه بوده و سال دیگر سیل جاری می گردد. سهم آب در بخش كشاورزی در جهان، حدود هفتاد و پنج درصد است در حالیكه این رقم در ایران 94 درصد است. 65 درصد مناطق خشک و 25 درصد مناطق نیمه خشک از اراضی کل کشور با متوسط بارندگی 252 میلی متر در سال، در معرض بسیاری از تنش های محیطی از جمله خشکی، شوری و درجه حرارت بالا است(حیدری شریف آباد،1382).

بررسی ها نشان داده است كه سطوح مختلف تنش خشكی می تواند تاثیرات متفاوتی بر هر یك از صفات فنولوژیك، مرفولوژیك و فیزیولوژیك گیاه بگذارد و گیاهانی كه به این لحاظ تغییرات و خسارات ناخواسته كمتری را متحمل می گردند به لحاظ مقاومت به دوره های كم آبی ارجحیت داشته و پتانسیل بالاتری برای تولید در مناطق خشك و نیمه خشك (Pessarakli, 2006).

ارزیابی کلی از توان بخش کشاورزی نشان می دهد سطح زیر کشت و زمین های کشاورزی کشور چندان قابل افزایش نیست لذا بهترین راه مقابله با این وضعیت، تلاش در جهت افزایش عملکرد در واحد سطح با مدیریت صحیح در مصرف آب کشاورزی است(بقایی، 1383). در این راستا ضمن توجه به توسعه فیزیکی منابع تامین آب، بایستی بخش بزرگی از سیاست ها به کنترل مصرف آب در داخل مزارع معطوف شود. اتخاذ روش های مختلف به منظور استفاده صحیح و بهینه از منابع آب و همچنین شناخت روابط آب در مراحل مختلف رشد، به همراه بررسی اثرات کمبود آب بر واکنش های بیوشیمیایی و فیزیولوژیک گیاه، از لحاظ سازوکارهای مقاومت، تحمل و سازگاری در رأس تحقیقات زراعی قرار دارد(اویسی، 1389). یکی از چالش های اصلی در تلاش جهت رسیدن به تولید پایدار محصولات کشاورزی، تنش های محیطی می-باشند. واکنش های گیاهان به تنش های محیطی پیچیده بوده و شامل بسیاری از انواع عکس العمل های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی می شود (کافی و همکاران، 1385). این قبیل واکنش ها در گیاهان در معرض تنش در جهت غلبه یافتن، اجتناب و یا خنثی کردن اثرات تنش آغاز می گردد. تحمل یا حساسیت در برابر یک نوع از شرایط پر تنش بستگی به ریخته ژنتیکی و بیوشیمیایی گونه ها دارد(Levitt, 1980).

در سطح جهانی به آبیاری علمی و دقیق جهت افزایش بازده آبیاری و کنترل دقیق مصرف آب در مراحل رشد گیاه توجه زیادی شده است معهذا آن بخش از مدیریت مصرف آب کشاورزی که مربوط به نحوۀ استفادۀ آب در داخل مزرعه است به دلیل پیچیدگی های زیاد روابط آب، خاک، گیاه و هوا کمتر مورد توجه قرار گرفته است(علیزاده 1378). بنابراین اتخاذ روش هایی به منظور استفادۀ صحیح و بهینه از منابع آب و همچنین شناخت روابط آب در مراحل مختلف رشد، به همراه بررسی اثرات کمبود آب بر واکنشهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیک گیاه، از لحاظ سازوکارهای مقاومت، تحمل و سازگاری اهمیت خاص داشته و بایستی مورد توجه جدی قرار گیرد. هدف از تحقیق حاضر بررسی تأثیر زئولیت و سوپرجاذب به عنوان مواد جذب کننده رطوبت خاک و کاهش دهنده اثرات تنش خشکی در زراعت کلزا در شرایط کمبود آب می باشد.

فهرست مطالب

چکیده 1

فصل اول: کلیات 2

1-1- مقدمه 2

1-2- اهمیت تولید دانه های روغنی 4

1-3- تعریف دانه های روغنی 4

1-4- تولید دانه های روغنی 5

1-5- فرضیات 5

1-6- اهداف 5

1-7 - تاریخچه و کلیاتی درباره کلزا 6

1-8- اهمیت کلزا 9

1- 8-1 - کلزا به عنوان علوفه 11

1- 8- 2- معیارهای اقتصادی در تولید کلزا 12

1-9- طبقه بندی کلزا 13

1- 9-1- مشخصات گیاه شناسی کلزا 13

1-9-2- دانه 13

1-9-3- مواد متشکل دانه کلزا 13

1- 9- 4- ریشه 14

1-9-5- ساقه 15

1-9-6- برگ 15

1- 9-7-گل آذین 15

1-9-8- میوه 16

1-10- رشد کلزا 16

1-11- موارد مهم در کشت کلزا 18

1-11-1- انتخاب رقم 19

1-11-2- آماده سازی زمین 19

1-11-3- کوددهی 20

1-11-4- تاریخ کاشت 20

1-11- 5- میزان بذر و تراکم بوته 21

1 -11 -6 - عمق کاشت 21

1-12- آبیاری مزرعه 23

1-13- برداشت کلزا 23

1-14- تعریف و تاریخچه کشف زئولیت 24

1-14-1- طبقه بندی زئولیت ها 25

1-14-2- خواص زئولیت ها 25

1-14-3- نقش زئولیت در کشاورزی 28

1-14-4- كاربرد زئولیت در كشاورزی 28

1-15- سوپرجاذب ها ( هیدروژل ها) 29

1-15-1- ساختمان سوپر جاذب های استاکوسورب 31

1-15-2- مقدار کاربرد سوپر جاذب ها 31

1- 15-3- روش كاربرد سوپر جاذب ها 32

فصل دوم: مروری بر پژوهش‎های پیشین 34

2-1 – تنش 34

2-2 -تنش خشکی 35

2-3 - نقش آب در گیاه 36

2 -4 - تنظیم اسمزی 38

2– 5- عکس العمل کلزا در برابر تنش خشکی 39

2 -5-1- تاثیر تنش خشکی بر تعداد دانه در خورجین 41

2– 5-2- تاثیر تنش خشکی بر تعداد خورجین در بوته 42

2 -5-3- تاثیر تنش خشکی بر وزن هزاردانه 44

2– 5-4- تاثیر تنش خشکی بر مقدار و درصد روغن دانه 45

2-5-5- تاثیر تنش خشکی بر ارتفاع بوته 46

2-5-6- تاثیر تنش خشکی بر شاخص برداشت 47

2-5-7- اثر تنش خشکی بر میزان کلروفیل a + b 48

2-6- اثرات فیزیولوژیکی تنش آب 49

2-7- اثرات بیوشیمیایی تنش آب 49

2-7-1-حمایت آنتی اكسیدانی در كلروپلاست ها 50

فصل سوم: مواد و روش‎ها 53

3-1- مواد آزمایش 53

3-1-1- موقعیت جغرافیایی و مشخصات اقلیمی محل آزمایش 53

3-1-2- خاک محل آزمایش 53

3-2- روش آزمایش 54

3-2-1- نوع و مشخصات طرح آماری به کار رفته در تحقیقات مزرعه ای 54

3-2-2- عملیات آماده سازی زمین و پیاده نمودن طرح 55

3-2-3- معرفی رقم هائولا 401 55

3-2-4- عملیات کاشت 56

3-2-5- عملیات داشت 56

3-2-6- عملیات برداشت نهایی 56

3-3- نمونه برداری و اندازه گیری صفات 56

3-3-1- اندازه گیری ارتفاع بوته 57

3-3-2- عملکرد دانه 57

3-3-3- تعیین شاخص برداشت 58

3-3-4- تعیین خصوصیت کیفی(درصد وعملکرد روغن دانه) 58

3-3-5- اندازه گیری میزان کلروفیل(a+b ) 58

3-3-6- اندازه گیری میزان فعالیت SOD 58

3-3-7- اندازه گیری میزان فعالیت CAT 59

3-4- محاسبه آماری 59

فصل چهارم: نتایج 60

4-1- اتفاع بوته 60

4-2- تعداد شاخه فرعی 64

4-3- کلروفیل برگ a+b 66

4-4- تعداد خورجین در بوته 69

4-5- تعد اد دانه در خورجین 74

4-6- وزن هزاردانه 77

4-7- عملکرد دانه 80

4-8- عملکرد بیولوژیک 85

4-9- شاخص برداشت 87

4-10- درصد روغن 89

4-11- عملکرد روغن 93

4-12- آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز (SOD) 96

4-13- آنزیم کاتالاز (CAT) 100

4-14- آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز (GPX) 102

فصل پنجم: بحث و پیشنهادات 106

5-1- نتیجه گیری و بحث 106

5-2-پیشنهادات 107

منابع 108

فهرست جداول

جدول1-1: برخی ارقام رایج در ایران و ویژگی های آنها 22

جدول 3-1- ویژگی‎های فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش 54

جدول 4-1- تجزیه واریانس صفات ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی و کلروفیل برگ تحت تاثیر عوامل مورد آزمایش 61

جدول 4-2- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و زئولیت و سوپرجاذب بر ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی و کلروفیل برگ 62

جدول4-3- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی و کلروفیل برگ 62

جدول4-4- تجزیه واریانس اجزای عملکرد تحت تاثیر عوامل مورد آزمایش 71

جدول4-5- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر اجزای عملکرد 71

جدول4-6- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر اجزای عملکرد 72

جدول 4-7- تجزیه واریانس عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت تحت تاثیر عوامل مورد آزمایش 82

جدول4-8- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت 82

جدول4-9- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت 83

جدول 4-10- تجزیه واریانس، درصد روغن، عملکرد روغن تحت تاثیر عوامل مورد آزمایش 91

جدول 4-11- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر درصد روغن و عملکرد روغن 91

جدول 4-12- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر درصد روغن و عملکرد روغن 92

جدول 4-13- تجزیه واریانس آنزیم های GPX,CAT,SOD تحت تاثیر عوامل موثر آزمایش97

جدول 4-14- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر میزان فعالیت آنزیم GPX,CAT,SOD 98

جدول 4-15- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر میزان فعالیت آنزیم GPX,CAT,SOD 98

فهرست اشکال و نمودارها

شکل1-1- نمایی از ساختار زئولیت 25

شکل 3-1- نقشه طرح 55

نمودار 4-1- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر ارتفاع بوته 63

نمودار 4-2- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر ارتفاع بوته 63

نمودار 4-3- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر تعداد شاخه فرعی 65

نمودار 4-4- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر تعداد شاخه فرعی 66

نمودار4-5- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر کلروفیل برگ 68

نمودار 4-6- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر کلروفیل برگ 69

نمودار4-7- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب برتعداد خورجین در بوته 73

نمودار 4-8- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر خورجین در بوته 73

نمودار4-9- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب برتعداد دانه در خورجین 76

نمودار 4-10- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر دانه در خورجین 76

نمودار 4-11- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر وزن هزاردانه 79

نمودار 4-12- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر وزن هزاردانه 79

نمودار 4-13- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر عملکرد دانه 84

نمودار 4-14- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر عملکرد دانه 84

نمودار 4-15- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر عملکرد بیولوژیک 86

نمودار 4-16- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر عملکرد بیولوژیک 86

نمودار 4-17- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر شاخص برداشت 88

نمودار 4-18- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر شاخص برداشت 89

نمودار 4-19- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر درصد روغن 92

نمودار 4-20- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر درصد روغن 93

نمودار 4-21- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر عملکرد روغن 95

نمودار 4-22- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر عملکرد روغن 96

نمودار 4-23- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر میزان فعالیت آنزیم SOD 99

نمودار 4-24- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر میزان فعالیت آنزیم SOD 99

نمودار 4-25- - مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر میزان فعالیت آنزیم CAT 101

نمودار 4-26- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر میزان فعالیت آنزیمCAT 102

نمودار 4-27- مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر میزان فعالیت آنزیم GPX 105

نمودار 4-28- مقایسه میانگین اثرات ساده تنش خشکی و مصرف زئولیت و سوپرجاذب بر میزان فعالیت آنزیم GPX 105