تغییرات دمای سایه انداز و برخی صفات فیزیولوژیک شاهدانه (Cannabis sativa) تحت تنش کم آبی و سطوح زئولیت

مقدمه  شاهدانه از گیاهان زراعی قدیمی است که در صنایع روغن کشی و نساجی به کار گرفته می شود. این گیاه خواص دارویی متعددی دارد. تنش خشکی مهم ترین تنش محیطی در دنیا بوده و یک سوم زمین های قابل کشت دچار کمبود رطوبت هستند. یکی از راه های مقابله با تنش خشکی، استفاده از گیاهان متحمل به خشکی و کاربرد مواد نگه دارنده رطوبت است. زئولیت، به دلیل ظرفیت تبادل کاتیونی و انعطاف پذیری قوی خود، در شرایط بروز تنش خشکی بکار گرفته می شود. برخی پژوهشگران اثرات مثبت کاربرد زئولیت بر ویژگی های فیزیولوژیک و عملکرد دانه گیاهان زراعی را گزارش کردند.   مواد و روش ها به منظور بررسی اثر تنش آبی و زئولیت بر ویژگی های فیزیولوژیک و عملکرد شاهدانه، آزمایشی در سال 1393 به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه شهرکرد اجرا شد. عامل اصلی آبیاری در چهار سطح (100، 80، 60 و 40 درصد نیاز آبی) و عامل فرعی زئولیت در سه سطح (صفر، 5 و 10 تن در هکتار) بود. کاشت بذور شاهدانه با تراکم 30 بوته در متر مربع انجام شد. به منظور محاسبه تبخیرتعرق روزانه، از روش پنمن-مانتیث و با ضرب کردن ضریب گیاهی در آن استفاده شد. زمانی که میزان رطوبت خاک در تیمار شاهد به میزان 50 درصد رطوبت خاک در ظرفیت زراعی رسید، آبیاری انجام شد. سپس، به منظور اعمال تیمارهای 80، 60 و 40 درصد نیاز آبی گیاه، با استفاده از کنتور حجمی آبیاری کرت ها انجام شد. اعمال تیمارهای آبیاری پس از باز شدن چهارمین برگ گیاه (کد 1008 در مراحل رشدی گیاه شاهدانه) صورت گرفت و تا زمان رسیدگی و برداشت ادامه داشت. به منظور محاسبه محتوای رطوبت نسبی برگ و نشت الکترولیت ها، جوان ترین برگ کاملا توسعه یافته در مرحله گلدهی استفاده شد. تجزیه و تحلیل نتایج و مقایسه میانگین ها به ترتیب با استفاده از نرم افزار SAS و آزمون کمترین اختلاف معنی دار (LSD) در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.   نتایج و بحث نتایج نشان داد برهمکنش آبیاری و زئولیت بر همه صفات به جز دمای کانوپی معنی دار بود. هم چنین نتایج نشان داد تیمار 100 درصد نیاز آبی و کاربرد 10 تن زئولیت در هکتار بیشترین عملکرد دانه، شاخص سطح برگ و رطوبت نسبی برگ را به خود اختصاص داد، در حالی که تیمار 40 درصد نیاز آبی و عدم کاربرد زئولیت، بیشترین درصد نشت الکترولیت ها از برگ را نشان داد. پژوهشگران بیان کردند کاهش سطح برگ در اثر بروز تنش خشکی، مربوط به اندازه سلول، هم چنین پیری و ریزش برگ ها بود. وزن برگ در تیمار 100 درصد نیاز آبی و کاربرد 5 تن زئولیت در هکتار، به مقدار 24.31 درصد بیشتر از تیمار تنش شدید بود. زمانی که نخستین علایم کمبود رطوبت در گیاه بروز می کند، گیاه با بستن روزنه های سطح برگ از هدرروی رطوبت در برگ های خود جلوگیری می کند. این موضوع ممکن است موجب بالارفتن دمای برگ در گیاه گردد. هم چنین سبب انعکاس نور مادون قرمز بیشتری از کانوپی به بیرون در مقایسه با شرایط تامین رطوبت می گردد. وجود رابطه مستقیم بین کاهش دمای کانوپی و عملکرد دانه در شرایط تنش رطوبتی گزارش شده است. با توجه به وجود همبستگی مثبت معنی دار بین عملکرد دانه و وزن برگ در پژوهش حاضر، احتمالا بهبود در صفاتی نظیر وزن برگ بویژه در گیاه روغنی-پروتئینی شاهدانه، موجب شد تا گیاه را در جذب بیشتر نور و دی اکسید کربن و تولید عملکرد دانه بیشتر یاری کند. تنش خشکی شدید موجب بروز خسارت در غشای سلول های برگ و به دنبال آن افزایش در میزان نشت پذیری و محتوای الکترولیت های برگ می گردد. از طرف دیگر، زئولیت با حفظ آب در اطراف ریشه و جلوگیری از تولید و انتقال سیگنال های کمبود رطوبت از ریشه به اندام هوایی، خسارت در غشاهای سلول های برگ و نشت الکترولیت ها را کاهش می دهد. مطابق با نتایج بدست آمده، پژوهشگران دیگر نیز نشان دادند که بیشترین نشت الکترولیت ها در شرایط تنش شدید رخ داد. تنش خشکی شدید از طریق بسته شدن روزنه های برگ و کاهش ورود گازکربنیک ب درون برگ به عنوان ماده اصلی تولید در گیاه، سبب کاهش عملکرد شد. دیگر پژوهش ها نیز وجود اثر مثبت زئولیت بر عملکرد دانه را گزارش کردند و دلیل آن را حفظ رطوبت در اطراف ریشه گیاه بیان کردند. به نظر می رسد در شرایط کمبود رطوبت، نقش زئولیت در حفظ و تسهیل انتقال رطوبت در فضای اطراف ریشه گیاه بیشتر نمایان بود.   نتیجه گیری مطالعه صفات مورد بررسی نشان داد که جاذب الرطوبه های معدنی مانند زئولیت، در شرایط کمبود رطوبت نقش مهمی داشتند. به عنوان مثال، شاخص سطح برگ در شرایط 40 درصد نیاز آبی و کاربرد زئولیت، برابر با شرایط 60 درصد نیاز آبی و عدم کاربرد زئولیت بود. به دیگر سخن، امکان تولید عملکرد دانه و سطح برگ در شرایط کمبود رطوبت در حضور زئولیت وجود داشت. به عنوان نتیجه گیری کلی، با توجه به همبستگی مثبت معنی دار بین سطح و وزن برگ، استفاده از زئولیت در شرایط تنش خشکی، موجب افزایش تولید و کاهش اثرات منفی تنش نظیر نشت الکترولیت ها و افزایش دمای کانوپی شد.

Keywords:

زئولیت , شاخص سطح برگ , نشت الکترولیت ها , نیاز آبی , همبستگی صفات