عوامل موثر بر افزایش مقاومت نهال بادام در برابر تنش شوری

مقدمه

برای مشخص شدن میزان تاثیر کودهای آلی زئولیت و ورمی‌کمپوست بر استواری و مقاومت نهال بادام (به ویژه برای رقم شاهرود 21) در برابر شوری، آزمایشاتی به صورت کاملا تصادفی بر روی 2 تیمار که 3 بار تکرار شده است انجام داده‌اند و هر بار با یک نوع کود یاد شده، بررسی کرده‌اند به عبارت دیگر به ازای کود زئولیت، ورمی‌کمپوست و شیمیایی آزمایشات روی این 2 تیمار تکرار شده است و شامل غلظت‌های مختلف 0 (شاهد)، 50، 100 و 200 میلی مولار کلرید سدیم بودند. در طی این آزمایشات مشخص شد که میزان سطح شوری با تعداد جوانه‌زنی نهال رابطه‌ی معکوسی دارد یعنی هر چه میزان سطح شوری بیشتر شود تعداد جوانه‌زنی نهال در هر سه نوع کود کاهش پیدا می‌کند همچنین در این آزمایش به اثبات رسید که میزان سطح شوری با وزن تر و خشک جوانه نیز رابطه‌ی عکس دارد و با افزایش سطح شوری، وزن تر و خشک جوانه‌ها کاهش می‌یابد لذا اختلاف معنی‌داری ميان سطوح مختلف شوری مشاهده شد.

علاوه بر بررسی سطح شوری و میزان مقاومت نهال آزمایشاتی در رابطه با کمی پروتئین‌ها نیز انجام شد بدین ترتیب که با اصلاح خاک‌ها توسط کودهای زئولیت و ورمی‌کمپوست باعث افزایش محتوای پروتئین کل و پرولین می‌شود. نتیجه‌گیری کلی این 2 آزمایش نشان داد که اختلاط خاک‌ها با زئوليت و ورمی‌كمپوست، ميزان فشار اسمزی (فشار گذرندگی) را تحت تاثیر قرار می‌دهد و منجر به افزایش مقاومت نهال‌ها در برابر تنش‌های شوری می‌شود در این مقاله به آزمایشات و نتایج بدست آمده به طور کلی اشاره شده است.

تاثیر شوری خاک بر نهال بادام

شوری خاک می‌تواند رشد گیاه را مختل سازد و به دو صورت مستقیم (مثل کاهش جذب آب) و غیرمستقیم (مثل ایجاد خلل در جذب مواد غذایی ضروری) بر روی رشد نهال تاثیر منفی داشته باشد لذا یکی از مشکلات جدی که زندگی نهال‌ها و کل اکوسیستم را تهدید می‌کند، شوری خاک‌هاست. شور شدن خاک می‌تواند تمام مراحل زندگی گیاه از جوانه زنی تا تولید دانه مثل رشد، فتوسنتز، سنتز پروتئين و…  را تحت تاثیر قرار دهد. در مقابل تنش‌های نهال مانند تنش اسمزی از تجمع پرولین که یکی از روش‌های سوخت و ساز (متابولیک) است، استفاده می‌شود.

نهال بادام در شرایط آب و هوای مدیترانه‌ای که دارای تابستان‌های داغ و طولانی و زمستان ملایم است به خوبی رشد می‌کند ولی در عوض نسبت به شوری خاک حساس بوده و تاثیر منفی بر عملکرد آن دارد. خاک‌های اصلاح شده با کودهای شیمیایی باعث تجمع انواع مختلف نمک و افزایش میزان سطح شوری خاک شده و به باغات بادام خسارت جدی وارد می‌کند. بهره‌گیری از کودهای آلی و بیولوژیک به جای کودهای شیمیایی می‌تواند از شور شدن خاک جلوگیری کند.

در کشورهای صنعتی پیشرفته برای جلوگیری از این خسارات و تاثیرات نامطلوب کودهای شیمیایی، سموم و هورمون‌ها از کودهای طبیعی و ارگانیک (زئولیت و ورمی کمپوست) برای تولید محصولات غذایی استفاده می‌کنند این محصولات بدست آمده کاملا طبیعی و ارگانیک هستند. در این روش کشاورزی که از مواد شیمیایی کمتری استفاده می‌شود با نام کشاورزی پایدار یا بیولوژیکی شناخته می‌شود و مناسب‌ترین روش برای تولید محصولات غذایی به شمار می‌رود.

آزمایشات انجام شده جهت مشخص شدن تاثیر شوری خاک بر نهال بادام

مواد و روش‌های به کار گرفته شده در این آزمایش

در این آزمایش که جهت بررسی مقاومت نهال بادام در برابر شوری خاک انجام شده است، تعدادی نهال بادام که همگی آن‌ها از رقم شاهرود 21 بودند از مرکز پرورش نهالستان انتخاب و به گلخانه‌ای فرستاده شدند و در گدان‌هایی که خاک آن‌ها با کودهای زئولیت (میزان مصرف آن 7 تن در هکتار بود)، کودهای ورمی کمپوست (میزان مصرف آن 10 تن در هکتار بود) و شاهد (که نوعی کودهای شیمیایی هستند) مخلوط شده بودند، کاشته شدند. کودهای زئولیتی که در این آزمایش به کار گرفته شدند در واقع از ترکیب کودهای مرغی و سنگ معدن زئولیت حاصل شده‌اند. روش‌های به کار گرفته شده در بررسی کمی پروتئین‌ها، اسپكتروفتومتری و الكتروفورزی SDS-PAGE هستند که پس از استخراج و غلظت‌سنجی انجام شدند. تمامی مراحل استخراج در دمای 4-0 درجه سانتی‌گراد انجام گرفتند. سپس نمونه‌ها در سانتریفوژ يخچال‌دار Eppendorf مدل 5417R به مدت 60 دقیقه در 14000 دور در دقيقـه و دمای 4 درجه سانتی‌گراد سانتریفوژ و پس از صاف كردن محلول‌های روشناور در دمای 20- درجه سانتی‌گراد نگهداری شدند. جهت غلظت‌سنجی پروتئین از روش برادفورد (1976) بهره گرفته شد و برای سنجش محتوای پرولین آزاد از روش Bates استفاده شد. به طور کلی با استفاده از نرم افزارهای SAS و MSTATC تمامی تجزیه و تحلیل‌های آماری داده‌ها انجام شد.

نتایج حاص از آزمایشات انجام شده جهت بررسی مقاومت نهال بادام در برابر شوری خاک

شور شدن خاک در مناطق خشک و نیمه خشک کشاورزان را تهدید می‌کند و اگر کشاورزان و باغداران راه‌حل مناسبی را به کار نگیرند به باغات و زمین‌ها خسارات جدی وارد می‌شود بهترین راه‌حل برای جلوگیری از این خسارات به کار گرفتن کودهایی است که بتوانند رطوبت را در خود به مدت طولانی حفظ و ذخیره کنند. بدین ترتیب که کودهای ارگانیک زئولیت و ورمی‌کمپوست رطوبت موجود در محیط اطراف را شب‌هنگام یا موقع آبیاری در خود ذخیره کرده و هنگام تابش مستقیم خورشید با تبخیر شدن، سطح خاک را مجددا مرطوب می‌کنند.

دز این آزمایش به اثبات رسید که میزان شوری خاک و نوع کود مصرفی بر رشد نهال بادام تاثیر می‌گذارد در واقع خاک‌های اصلاح شده با کودهای آلی زئولیت و ورمی‌ کمپوست در مقایسه با کودهای شیمیایی از مقاومت بیشتری در برابر تنش شوری برخوردار هستند و نهال بادام کاشته شده در این خاک‌ها که با کودهای ارگانیک مخلوط شده‌اند از رشد خوبی برخوردار هستند بدین ترتیب که میزان شوری خاک و استفاده از کود شیمیایی به طور مستقیم تعداد جوانه‌ها، سرعت جوانه‌زنی، وزن تر جوانه و وزن خشک جوانه را تحت تاثیر قرار می‌دهد و با افزایش میزان شوری خاک باعث کاهش عملکرد این صفات رشدی می‌شود.

در این آزمایش کمترین تعداد جوانه‌زنی متعلق به تیماری قرار گرفت که شامل غلظت 200 میلی‌مولار نمک به همراه کودهای شیمیایی بود و رقم شاهرود 21 در این شرایط از رشد کافی برخوردار نبوده است لذا با افزایش میزان شوری خاک و مصرف کودهای شیمیایی سرعت جوانه‌زنی، وزن تر و خشک جوانه نیز کاهش می‌یابد. اين كاهش ممكن است ناشی از هزینه انرژی متابولیکی مربوط به سازگاری به شرايط تنش، كاهش نرخ فتوسنتز در واحد سطح برگ، كاهش جذب كربن، صدمه به بافت‌ها و رسيدن به حداكثر غلظت نمکی باشد كه گياه آن را تحمل می‌کند. سميت احتمالی ناشی از تجمع بيش از حد يون‌ها، به ویژه سديم در اندام‌های گياهی، كاهش تولید ماده خشک نهال را در پی خواهد داشت. همچنین علت کاهش وزن خشک جوانه با افزایش میزان شوری خاک می‌تواند تلفیق اثرات تنش اسمزی با اثر سمیت یونی و تغییر غلظت عناصر غذایی ناشی از نمک موجود در محلول خاک باشد.

نتایج بدست آمده در این آزمایش نشان داد که میزان شوری خاک و نوع کود مصرفی می‌تواند میزان پروتئین را نیز تحت تاثیر قرار دهد به طوری که گزارش داده شده در رابطه با بیشترین مقدار پروتئین در رقم شاهرود 21 زمانی بود که خاک دارای کمترین میزان شوری به همراه کود مصرفی زئولیت و ورمی کمپوست بود. همچنین به اثبات رسید که محتوای پروتئین در هر سه نوع کود (زئولیت، ورمی‌کمپوست و کود شاهد) افزایش یافته و در زئولیت بیشترین مقدار و در کود شاهد کمترین مقدار پروتئین مشاهده شد.

تمامی کودها از محتوای پروتئینی بیشتری در غلظت 200 میلی مولار نمک نسبت به سایر غلظت‌ها برخوردار بودند. به طور کلی می‌توان گفت با افزایش غلظت کلرید سدیم محتوای پروتئین در زئولیت و ورمی‌کمپوست افزایش پیدا می‌کند. تحت شرایط شوری انباشتگی این پروتئین‌ها بعنوان ذخايری از نیتروژن ممكن است در تنظیم اسمزی موثر باشند. این پروتئین‌ها ممكن است در مقابل تنش شوری از نو سنتز شده و یا به طور ساختمانی در غلظت پائین موجود باشند. سازگاری اسمزی، تجمع تركيبات اسمزی، مدیریت تنش اكسیداتیو، القای پروتئین‌های تنش و سازش‌های فیزیولوژیکی ديگر مانند تغيير در رشد ریشه و بخش‌های هوایی و نیز تعرق، حاكي از سنتز از نو پروتئین‌ها تحت تنش شوری است.
طی این آزمایش مشخص شد که مقدار پرولین گونه‌ها در هر سه نوع کود با افزایش غلظت نمک بیشتر می‌شود لیکن غلظت در 200 میلی‌مولار بیشترین مقدار پرولین را دارد. میزان پرولین در غلظت‌های کمتر از 200 میلی‌مولار در اثر زئولیت بیش از 2 کود دیگر بود. با افزایش میزان شوری ممکن است جذب غير متعارف يون، در روندهای طبيعی متابوليسمی اختلال ایجاد کرده و گیاه بخشی از انرژی مواد آلی را به جای تخصيص به رشد به توليد محلول‌های سازگار، به تعدیل اسمزی و حفظ سلول اختصاص می‌دهد. به نظر می‌رسد پرولين هم به عنوان تنظیم كننده اسمزی و هم عنوان به حفاظت كننده غشاء عمل كرده باشد. گزارش‌های متعددی مبنی بر وجود همبستگی میان تجمع پرولین و سازش به تنش اسمزی در گیاهان ذكر شده است.

پرولین در اکثر  گياهان، آن‌ها را در برابر تنش‌های محیطی، مانند خشكی، شوری، دمای بالا، يخ زدگی، پرتو فرابنفش و فلزات سنگين تجمع یافته و ساختار غشاء و پروتئین‌ها را تثبيت نموده و به عنوان يک ماده اسمزی‌ساز، ساختارهای درون سلول را محافظت می‌کند. نقش پرولین جهت حفاظت گیاه در برابر تنش خیلی موثر است بدین ترتیب که با اثر مستقیم در ثبات بخشیدن به ماکرومولکول‌ها و لایه‌های آب‌گیری آن‌ها و همچنین به خاطر برخورداری از ویژگی آنتی‌اکسیدانی به طور غیرمستقیم اثر حفاظتی نشان می‌دهد. بنابراین می‌توان گفت که با افزایش میزان پرولین در اثر زئولیت و ورمی‌کمپوست میزان مقاومت نهال در برابر تنش شوری بیشتر می‌شود و همچنین این کودهای ارگانیک نسبت به کودهای شیمیایی دارای تاثیر عمده‌ای بود لذا نهایتا در این آزمایشات اثبات شد که کود زئولیت و ورمی‌کمپوست با حفظ میزان رطوبت بالا باعث کاهش خسارت تنش شوری در نهال می‌شود.

نتیجه‌گیری

در طی این تحقیقات انجام شده مشخص شد که اختلاط خاک‌های زراعی با کودهای آلی زئولیت و ورمی کمپوست باعث افزایش مقاومت نهال بادام در برابر تنش‌های شوری می‌شود همچنین این کودها می‌توانند عواملی موثر در میزان رشد جوانه‌های نهال باشند در واقع زئوليت عاملی جهت بالا بردن ميزان وزن خشک و تر جوانه است این افزایش وزن جوانه به خاطر افزايش مقاومت نهال در مقابل تنش‌های شوری است. به طور کلی با توجه به نتیجه‌ی تحقیقات بدست آمده به تمام کشاورزان و باغداران پیشنهاد می‌شود كه از كود طبیعی زئوليت همراه با ورمی کمپوست به منظور كاهش ميزان خسارت تنش شوری باغات بادام به ویژه براي رقم شاهرود 21 استفاده کنند در این شرایط علاوه بر کاهش آسیب‌های احتمالی باغات بادام به تولید محصول ارگانیک و صرفه‌جویی در آبیاری اراضی زراعی دست پیدا می‌کنند.