Document Type : Original Article
Authors
1 Khuzestan Agricultural Sciences and Natural Resources University, Mollasani, Khuzestan, Iran
2 Department of Horticulture, Shahid Chamran University
Abstract
Keywords
Main Subjects
گیاه بـادام (Prunus dulcis L.) از تیـرۀ Rosaceae یکی از محصولات باغبانی مهم در ایران است. ایران یکی از رویشگاه‌های مهم گونه‌های بادام در جهان است و از حدود 30 تا 40 گونه بادام، تعداد 23 گونه بادام وحشی و 7 دورگ بین‌گونه‌ای در نقاط مختلف ایران رویش دارند (Sabeti, 1994). بر اساس آمار فائو (F.A.O. 2017) دربارۀ محصول بادام در ایران، سطح زیرکشت 50856 هکتار، تولید 111845 تن میوه و عملکرد 2/2199 کیلوگرم در هکتار است و بر اساس میانگین تولید سال‌های 1994 تا 2016 میلادی، ایران در رتبۀ سوم کشورهای تولیدکنندۀ بادام در جهان قرار دارد.
یکی از عوامل مؤثر بر عملکرد و کیفیت محصول بادام، کوددهی و تأمین عناصر غذایی درخت است. نیتروژن یکی از مهم‌ترین عناصر غذایی برای بادام است؛ وجود نیتروژن در پروتئین‌های برگ (به‌ویژه آنزیم روبیسکو در چرخۀ کالوین)، اثر نیتروژن بر کارایی شاخه‌های باردهندۀ (اسپورها) درخت بادام و مقدار زیاد پروتئین ذخیره‌شده در بذر بادام از دلایل اهمیت نیتروژن در گیاه بادام است. در درختان بادام که نیتروژن کافی دریافت کرده باشند، ریزش برگ در پاییز انجام می‌شود؛ ولی در درختان بادام دارای کمبود نیتروژن، پیری برگ و ریزش زودهنگام برگ از اواسط فصل رشد آغاز می‌شود (Brown and Uriu, 1996)؛ همچنین گزارش شده است رشد میوۀ بادام با تغییرات مقدار نیتروژن برگ و شاخه‌های باردهندۀ بادام ارتباط دارد (Heerema et al., 2009).
بخش زیادی از کشور ایران در منطقۀ خشک و نیمه‌خشک قرار دارد و به‌علت بارندگی کم و شوری آب و خاک، آثار زیان‌بار شوری یکی از موارد مهم تنش در کشت درختان میوه در ایران است. باتوجهبه گستردگی کشت بادام در ایران و حساس‌بودن این گیاه نسبت به شوری (Najafian et al., 2008)، توانایی تحمل شوری یکی از شاخص‌های مدنظر در گزینش پایه‌های بادام است و مطالعه‌های مختلفی در زمینۀ بررسی آثار شوری بر جنبه‌های مختلف رشد، جذب عناصر و شاخص‌های فیزیولوژیکی گونه‌های بادام وحشی، ارقام یا پایه‌های بادام انجام شده‌اند. گزارش شده است غلظت‌های 25 تا 100 میلی‌مولار کلریدسدیم در چهار گونۀ وحشی بادام موجب کاهش رشد رویشی، رنگیزه‌های گیاهی، جذب مس، روی، آهن، منگنز و پتاسیم و افزایش پرولین، منیزیم، سدیم، کلر، نیتروژن، فسفر و کلسیم می‌شود و پایۀ Amygdalus arabica مقاوم‌ترین پایه در برابر تنش شوری است (Jahanbazy Goujani et al., 2015). وجود تفاوت در رشد رویشی و جذب عناصر بین شش رقم بادام دیرگل در شرایط تنش شوری (Bybordi, 2013) و کاهش وزن خشک برگ بادام و افزایش معنادار سنتز پرولین، محتوای کلر و سدیم برگ گزارش شده است (Rahnemoun et al., 2014). نتایج بررسی دیگری دربارۀ اثر تنش شوری در پایه‌های GF677، GNI5 و پایۀ بادام تلخ در شرایط تنش شوری نشان دادند در پایه‌های GNI5 و Gf677، پرولین بیشترین سهم را در تنظیم اسمزی دارد (Zrig et al., 2015). مطالعه‌های محدودی در زمینۀ آثار تنش شوری بر فعالیت آنزیم‌ها در بادام انجام شده‌اند. گزارش شده است اثر تنش شوری بر برخی تغییرات ریخت‌شناسی و بیوشیمیایی بادام ازجمله پرولین برگ و فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و آسکوربات‌پراکسیداز برگ معنادار است (Rahnemoun et al., 2014).
تقـریباً تمام گیاهان عالی می‌توانند نیترات (NO3-) را به‌عنوان منبع نیتروژن استفاده کنند. تعداد زیادی از گونه‌های گیاهی ازجمله گیاهان چوبی توانایی احیای نیترات را در ریشه و برگ خود دارند. ریشه نخستین محلی است که احیای نیترات در آن انجام می‌شود و با افزایش غلظت نیترات در ریشه، انتقال آن به شاخساره و اسیمیلاسیون نیتروژن و احیای نیترات در بخش هوایی افزایش می‌یابد (Runge, 1983). آنزیم نیترات‌ردوکتاز نخستین آنزیم در مسیر اسیمیلاسیون نیترات است که نیترات (NO3-) را به نیتریت (NO2-) احیا می‌کند. فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز، مرحله‌ای کلیدی در اسیمیلاسیون نیـترات و سـنتز اسیدهای آمبنه است (Lea, 1997). احیاب نیترات در برگ با فتوسنتز ارتباط دارد؛ زیرا یکی از مراحل مهم وارد‌شدن نیتروژن معدنی به ترکیبات آلی، احیای نیتریت به آمونیوم است که از کاهش فعالیت نیترات‌ردوکتاز جلوگیری می‌کند و با مشارکت فردوکسین احیاشده (یکی از محصولات فتوسنتز) انجام می‌شود (Lillo et al., 2004).
آثار نامطلوب شوری بر دریافت و اسیمیلاسیون نیتروژن یکی از عوامل محدود‌کنندۀ رشد گیاهان در شرایط تنش شوری است. رقابت برای جذب کلر و نیترات در سطح غشای سلول‌های ریشه و درنتیجه، کاهش دریافت نیترات یکی از دلایل اثر نامطلوب شوری بر نیتروژن در گیاهان است (Rao and Gnaham, 1990). اثر تنش شوری بر فعالیت آنزیم‌های اسیمیلاسیون نیتروژن یکی دیگر از آثار نامناسب شوری در گیاهان است. اثر شوری بر کاهش نیترات برگ و فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در برگ دانهال‌های بادام هندی (Anacardium occidentale L.) (Viegas et al., 1999)، کاهش نیترات و فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در ریشه و برگ درخت کهور (Prosoplis alba) (Oraei et al., 2008) و همچنین تغییر فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز و غلظت نیترات در پایه‌های پسته در شرایط تنش شوری پس‌از کاربرد نیترات‌کلسیم (Naseri et al., 2015) یا نیترات‌پتاسیم (Naseri et al., 2015, 2019) یا پس‌از کاربرد نیترات‌کلسیم در شرایط تنش شوری در گیاه گواوا (Ali-Dinar et al., 1999) گزارش شده است.
باتوجهبه کمبود اطلاعات در زمینۀ آثار تنش شوری بر اسیمیلاسیون نیتروژن در درختان میوه و همچنین نبود اطلاعات کافی دربارۀ تغییرات نیتروژن و فعالیت آنزیم‌های مرتبط با اسیمیلاسیون نیتروژن در شرایط تنش شوری در گیاه بادام یا پایه‌های بادام، آزمایش حاضر به‌منظور بررسی اثر تنش کلریدسدیم بر فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز، غلظت نیترات و برخی عناصر در دو پایۀ بادام تلخ و بادام شیرین انجام شد.
مواد و روش‌ها.
آزمایش حاضر در گروه علوم و مهندسی باغبانی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان (ملاثانی، 35 کیلومتری شمال‌شرق اهواز) انجام شد. آزمایش در گلخانه و در قالب طرح کاملاً تصادفی و به‌شکل فاکتوریل با تیمارهای کلریدسدیم در سه سطح (صفر، 75 و 150 میلی‌مولار)، گونۀ بادام شیرین (Pruns dulcis var. dulcis) و بادام تلخ (Prunus dulcis var. amara) و در سه زمان نمونه‌برداری (7، 14 و 21 روز پس‌از اعمال تیمار شوری) با 3 تکرار (هر تکرار شامل دو مشاهده و هر مشاهده شامل یک گیاه در یک گلدان) انجام شد.
بذر بادام شیرین و بادام تلخ از تولیدکنندۀ تجاری نهال در شهرستان محلات (استان مرکزی) تهیه و اندازه‌گیری ابعاد بذرها با کولیس دیجیتال انجام شد. میانگین طول، عرض و قطر بذر برای بادام شیرین به‌ترتیب 81/3±06/35، 11/3± 43/22 و 62/2± 69/17 میلی‌متر و برای بذر بادام تلخ به‌ترتیب 58/2±17/35، 11/3± 43/21 و 62/2± 69/17 میلی‌متر بود. نوک‌چینی بذرها با قیچی باغبانی انجام شد و سپس بذرها به‌مدت 24 ساعت زیر آب جاری خیسانده شدند. به‌منظور برطرف‌کردن رکود فیزیولوژیکی، بذرهای مخلوط‌شده با پرلیت مرطوب به‌مدت 3 هفته در کیسۀ پلاستیکی و دمای 1±5 درجۀ سانتی‌گراد نگهداری و سپس برای جوانه‌زنی به دمای 1±20 درجۀ سانتی‌گراد منتقل شدند.
کاشت بذرهای جوانه‌زده با طول ریشۀ حدود 2 سانتی‌متر در شن شسته به ابعاد تقریبی 2 تا 6 میلی‌متر و وزن مخصوص 66/0 گرم‌بر‌سانتی‌متر‌مکعب درون کیسه‌های پلاستیکی 4 کیلوگرمی انجام شد. به‌منظور تأمین عناصر لازم از محلول غذایی اپستین (Epstein, 1972) شامل 224 میلی‌گرم‌در‌لیتر نیتروژن، 235 میلی‌گرم‌در‌لیتر پتاسیم، 160 میلی‌گرم‌در‌لیتر کلسیم، 62 میلی‌گرم‌در‌لیتر فسفر، 32 میلی‌گرم‌در‌لیتر گوگرد، 24 میلی‌گرم‌در‌لیتر منیزیم، 77/1 میلی‌گرم‌در‌لیتر کلر، 27/0 میلی‌گرم‌در‌لیتر بور، 11/0 میلی‌گرم‌در‌لیتر منگنز، 13/0 میلی‌گرم‌در‌لیتر روی، 03/0 میلی‌گرم‌در‌لیتر مس، 50/0 میلی‌گرم‌در‌لیتر مولیبدن و 1 میلی‌گرم‌در‌لیتر آهن در اسیدیتۀ 5/6 استفاده شد.
تا پایان هفتۀ چهارم پس‌از کاشت، دانهال‌های بادام روزانه با 300 میلی‌لیتر محلول اپستین یک‌چهارم غلظت آبیاری شدند. پس‌از رشد دانهال‌ها تا پایان آزمایش، گیاهان با 500 میلی‌لیتر محلول نیم غلظت اپستین آبیاری شدند. برای جلوگیری از تجمع نمک‌ها در کیسه‌های کشت، هر 5 روز یک‌بار شستشوی کامل محیط ریشۀ گیاهان با آب انجام شد. دمای روز و شب گلخانه به‌ترتیب 1±25 و 1±14درجۀ سانتی‌گراد بود. پنجاه روز پس‌از رشد دانهال‌ها، تیمار کلریدسدیم در سطوح صفر، 75 و 150 میلی‌مولار از طریق اضافه‌کردن به محلول غذایی اعمال شد. به‌منظور ممانعت از وارد‌شدن تنش ناگهانی، سطوح شوری به‌تدریج در چند مرحله (در هر مرحله 25 میلی‌مولار) اعمال شدند و تا رسیدن به سطح شوری مدنظر افزایش یافتند. نمونه‌برداری‌ها در فواصل زمانی 7، 14 و 21 روز پس‌از رسیدن به سطح کلریدسدیم مدنظر از برگ‌های تازه‌بالغ‌شده انجام شد.
به‌منظور اندازه‌گیری وزن خشک بافت‌ها، نمونه‌های برگ، ساقه و ریشه به طور جداگانه با آب مقطر شستشو شدند، آب اضافی آنها با قراردادن روی پارچۀ تمیز گرفته شد و به‌مدت 48 ساعت داخل آون با دمای 72 درجۀ سانتی‌گراد قرار داده شدند. بافت‌ها پس‌از خشک‌شدن با ترازوی دیجیتال (مدل GF- 300، ساخت کشور ژاپن) و دقت 001/0 وزن شدند. نمونه‌های خشک باآسیاب برقی پودر و تا زمان اندازه‌گیری‌ها در پاکت‌های مخصوص نگهداری شدند.
به‌منظور اندازه‌گیری آنزیم نیترات‌ردوکتاز، 1 میلی‌لیتر 2- پروپانول (4 درصد) به 5 میلی‌لیتر محلول بافر فسفات (100 میلی‌مول، اسیدیتۀ 5/7) حاوی 30 میلی‌مولار نیترات‌پتاسیم افزوده شد. مقدار 300 میلی‌گرم برگ برای اندازه‌گیری فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در برگ و 300 میلی‌گرم نمونۀ ریشه برای اندازه‌گیری فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در ریشه پس‌از شستشو با آب مقطر در بافر سنجش درون ظرف شیشه‌ای تیره قرار داده شد و پس‌از 1 ساعت نگهداری در دمای 30 درجۀ سانتی‌گراد، 1 میلی‌لیتر سولفانیلیک‌اسید محلول در کلریدریک‌اسید 2 نرمال و 1 میلی‌لیتر محلول نفتیل‌اتیلن‌دی‌آمید 02/0 درصد افزوده شد (پس‌از افزودن این ماده، در لولۀ آزمایش سریعاً با پارافیلم بسته و محکم تکان داده شد). پس‌از گذشت 20 دقیقه که رنگ صورتی ظاهر شد، میزان جذب در طول موج 540 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر (مدل UV2100، ساخت کشور آمریکا) اندازه‌گیری شد (Stewart et al., 1972). برای تعیین غلظت نیتریت از نیتریت‌سدیم استفاده شد.
اندازه‌گیری نیترات در ریشه و شاخساره با سالیسیلیک‌اسید 5 درصد (محلول در سولفوریک‌اسید غلیظ) و افزودن سود 2 نرمال و خواندن میزان جذب در طول موج 410 نانومتر با اسپکتروفتومتر (مدل UV-2100، ساخت آمریکا) انجام شد (Cataldo et al., 1975). برای تهیۀ منحنی استاندارد از نیترات‌پتاسیم استفاده شد.
به‌منظور اندازه‌گیری عناصر سدیم و پتاسیم، پس‌از سوزاندن 1 گرم از وزن خشک هر نمونه در کروزۀ چینی به‌مدت 5 ساعت در دمای 550 درجۀ سانتی‌گراد در کورۀ الکتریکی، خاکستر تهیه و عصاره‌گیری از خاکستر با کلریدریک‌اسید 2 نرمال انجام شد؛ حجم نهایی عصاره به 100 میلی‌لیتر رسانده و اندازه‌گیری یون‌های سدیم و پتاسیم با دستگاه فلیم‌فتومتر (مدل ELICO، ساخت هند) انجام شد.
به‌منظور اندازه‌گیری یون کلر، عصاره‌گیری با آب دوبار تقطیر در دمای 100 درجۀ سانتی‌گراد و به روش تیتراسیون با نیترات‌نقره انجام شد (Chapman and Pratt, 1961).
واکاوی آماری داده‌ها با نرمافزار MSTAT-C (نسخۀ 42/1) و مقایسۀ میانگین‌ها با آزمون چند‌دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال خطای 5 درصد انجام شد؛ برای رسم نمودارها از نرمافزارExcel استفاده شد.
نتایج.
نتایج تجزیه واریانس اثر تیمارهای آزمایش بر وزن خشک کل دانهال (جدول 1) نشان دادند اثر زمان تیمار با کلریدسدیم بر وزن خشک کل دانهال‌های بادام در سطح احتمال 5 درصد معنادار است. اثر تیمارهای پایه، غلظت کلریدسدیم و برهم‌کنش آثار تیمارها بر وزن خشک کل دانهال در سطح احتمال 1 درصد معنادار بود.
نتایج تجزیه واریانس اثر تیمارهای آزمایش بر غلظت سدیم و کلر برگ (جدول 1) نشان دادند اثر غلظت کلریدسدیم در سطح احتمال 1 درصد و اثر زمان یا برهم‌کنش آثار زمان، غلظت کلریدسدیم و پایه بر غلظت سدیم و کلر برگ در سطح احتمال 5 درصد معنادار است.
نتایج جدول تجزیه واریانس اثر تیمارهای آزمایش بر غلظت پتاسیم برگ (جدول 1) نشان دادند اثر پایه بر غلظت پتاسیم معنادار نیست؛ ولی آثار کلریدسدیم و زمان کاربرد و برهم‌کنش آثار تیمارها بر پتاسیم برگ معنادار است.
نتایج تجزیه واریانس نشان دادند برهم‌کنش اثر تیمارهای پایه و زمان کاربرد بر غلظت نیترات ریشه یا فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز معنادار نیست؛ ولی اثر سایر تیمارها و برهم‌کنش آنها بر غلظت نیترات ریشه یا فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز معنادار است (جدول 1).
نتایج تجزیه واریانس غلظت نیترات برگ (جدول 1) نشان دادند اثر تیمارهای پایه، کلریدسدیم، زمان و برهم‌کنش آنها بر غلظت نیترات برگ در سطح احتمال 5 درصد معنادار است.
جدول 1- تجزیه واریانس تأثیر پایه، زمان و سطوح کلریدسدیم بر شاخص‌های رویشی
|
|
|
|
میانگین مربعات |
درجۀ آزادی |
تغییرات |
|
||||
|
نیترات‌ردوکتاز |
نیترات برگ |
نیترات ریشه |
کلر برگ |
پتاسیم برگ |
سدیم برگ |
وزن خشک |
|
|
||
|
28/2** |
28/2* |
19/4* |
76/31n.s |
11/0n.s |
83/0n.s |
82/1** |
1 |
پایه |
||
|
99/17** |
09/21** |
58/165** |
69/2125** |
87/38** |
59/282** |
91/0** |
2 |
غلظت کلریدسدیم |
||
|
60/13** |
79/1* |
46/14** |
43/43n.s |
47/5* |
78/4n.s |
47/1** |
2 |
پایه×کلریدسدیم |
||
|
63/0* |
36/6** |
83/12** |
63/118* |
05/36** |
14/4* |
31/0* |
2 |
زمان |
||
|
43/0n.s |
11/10** |
82/1n.s |
09/20n.s |
11/9** |
85/2n.s |
46/2** |
2 |
پایه×زمان |
||
|
44/1** |
99/0* |
14/13** |
31/59n.s |
74/9** |
93/5n.s |
51/0** |
4 |
کلریدسدیم×زمان |
||
|
39/4** |
11/3** |
06/36** |
20/122* |
45/2* |
75/1* |
75/0** |
4 |
کلریدسدیم×پایه×زمان |
||
|
24/0 |
37/0 |
92/0 |
69/39 |
32/1 |
96/2 |
07/0 |
34 |
خطای آزمایش |
||
|
71/12 |
21/12 |
55/10 |
59/17 |
08/12 |
71/28 |
17/7 |
57/6 |
ضریب تغییرات (درصد) |
||
**، * و n.s به‌ترتیب معناداری در سطح خطای 1 درصد، 5 درصد و وجود نداشتن اختلاف معنادار را نشان می‌دهند.
وزن خشک کل: نتایج مقایسۀ میانگین وزن خشک (جدول 2) نشان دادند اثر منفی غلظت 75 میلی‌مولار کلریدسدیم بر وزن خشک کل دانهال در بادام تلخ بیشتر از بادام شیرین است. وزن خشک دانهال‌های بادام شیرین پس‌از 7 یا 14 روز تیمار با غلظت 75 میلی‌مولار کلریدسدیم تفاوت معناداری نداشت (به‌ترتیب 85/4 و 44/4 گرم)؛ ولی به‌طور معناداری بیشتر از وزن خشک دانهال‌های بادام شیرین پس‌از 21 روز (76/3 گرم) یا وزن خشک دانهال‌های بادام تلخ پس‌از 7، 14 یا 21 روز تیمار با 75 میلی‌مولار کلریدسدیم بود (به‌ترتیب 92/2، 54/3 و 47/3 گرم). در غلظت 150 میلی‌مولار کلریدسدیم، افزایش زمان تیمار با کلریدسدیم بر وزن خشک دانهال‌های بادام تلخ آثار منفی بیشتری نسبت به بادام شیرین داشت. پس‌از 7 یا 21 روز تیمار با غلظت 150 میلی‌مولار کلریدسدیم، وزن خشک دانهال‌های بادام شیرین (به‌ترتیب 89/4 و 64/3 گرم) به‌طور معناداری بیشتر از وزن خشک بادام تلخ بود (به‌ترتیب 62/3 و 68/2 گرم).
یون سدیم برگ:بررسی نتایج مقایسۀ میانگین (جدول 2) نشان داد یون سدیم برگ در تیمار شاهد به‌طور معناداری کمتر از یون سدیم برگ سایر تیمارهاست. افزایش غلظت کلریدسدیم موجب افزایش معنادار یون سدیم برگ در هر دو پایۀ بادام شد. بیشترین سدیم در برگ دانهال‌های بادام شیرین در هفتۀ سوم و در تیمار 150 میلی‌مولار کلریدسدیم مشاهده شد (44/12 میلیگرمدرگرم وزن خشک) که با مقدار سدیم در برگ دانهال‌های بادام شیرین در تیمار 150 میلی‌مولار در هفتۀ دوم (04/10 میلی‌گرم در گرم وزن خشک) و بادام تلخ در هفته‌های دوم و سوم (به‌ترتیب 75/9 و 03/10 میلیگرمدرگرم وزن خشک) تفاوت معناداری نداشت؛ اما به‌طور معناداری بیشتر از سدیم برگ در سایر تیمارها بود.
یون پتاسیم برگ: بررسی آثار برهم‌کنش تیمارهای مختلف کلریدسدیم، زمان و پایه بر غلظت پتاسیم برگ (جدول 2) نشان داد در هر دو پایه، تیمار کلریدسدیم موجب کاهش پتاسیم برگ نسبت به پتاسیم برگ شاهد در روز بیستویکم شده است. در تیمار 75 میلی‌مولار کلریدسدیم، غلظت پتاسیم برگ در هر دو پایۀ بادام تلخ و بادام شیرین در هریک از زمان‌های 7، 14 و 21 روز پس‌از آغاز تیمار، تفاوت معناداری با یکدیگر نداشت. با افزایش زمان پس‌از تیمار، غلظت یون پتاسیم افزایش معناداری داشت و در پایۀ بادام شیرین در روز بیستویکم پس‌از آغاز تیمار (56/9 میلیگرمدرگرم وزن خشک) به‌طور معناداری بیشتر از روز هفتم (89/6 میلی‌گرم در گرم وزن خشک) بود؛ ولی در پایۀ بادام تلخ، غلظت یون پتاسیم در روز بیستویکم (4/11 میلیگرمدرگرم وزن خشک) به‌طور معناداری بیشتر از غلظت یون پتاسیم برگ در روزهای هفتم و چهاردهم (به‌ترتیب 33/8 و 36/8 میلیگرمدرگرم وزن خشک) بود. در تیمار 150 میلی‌مولار کلریدسدیم، غلظت یون پتاسیم در روز هفتم پس‌از آغاز تیمار شوری در پایۀ بادام تلخ به‌طور معناداری کمتر از پایۀ بادام شیرین ( به‌ترتیب 69/5 و 99/7 میلیگرمدرگرم وزن خشک) بود.
یون کلر برگ:بررسی نتایج مقایسۀ میانگین (جدول 2) نشان داد پس‌از اعمال تیمارهای 75 و 150 میلی‌مولار کلریدسدیم، غلظت کلر برگ در دانهال‌های هر دو پایۀ بادام افزایش معناداری داشته است. در غلظت 150 میلی‌مولار کلریدسدیم، در هر سه زمان نمونه‌برداری 7، 14 و 21 روز پس‌از آغاز تیمار کلریدسدیم، غلظت کلر در برگ دانهال‌های بادام تلخ و شیرین به‌طور معناداری بیشتر از غلظت کلر در برگ دانهال‌های بادام تلخ و شیرین تیمار شاهد (بدون کاربرد کلریدسدیم) بود. در تیمار 75 میلی‌مولار کلریدسدیم پس از 14 و 21 روز، غلظت کلر برگ به‌طور معناداری بیشتر از تیمار شاهد بود.
جدول 2- برهم‌کنش اثرهای کلریدسدیم و زمان قرارگیری در معرض تنش بر وزن خشک کل و غلظت یون‌ها در برگ دانهال‌های بادام
|
کلر برگ (میلی‌گرم/گرم وزن خشک) |
پتاسیم برگ (میلی‌گرم/گرم وزن خشک) |
سدیم برگ (میلی‌گرم/گرم وزن خشک) |
وزن خشک دانهال (گرم) |
زمان |
پایه |
کلریدسدیم (میلی‌مولار) |
||||
|
72/19fg |
465/9de |
63/1f |
74/3cde |
7 |
بادام شیرین |
صفر (شاهد) |
||||
|
61/27 ef |
24/11bcd |
8/1f |
81/3cde |
14 |
||||||
|
61/27 ef |
74/12ab |
85/1f |
11/4bcd |
21 |
||||||
|
78/15g |
11/8ef |
55/1f |
51/3e |
7 |
بادام تلخ |
|||||
|
61/27 ef |
89/11abc |
28/2ef |
19/4bc |
14 |
||||||
|
64/25efg |
90/13a |
38/2ef |
84/4a |
21 |
||||||
|
58/29de |
89/6fg |
69/5d |
85/4a |
7 |
بادام شیرین |
75 |
||||
|
47/37bcd |
15/8ef |
1/6cd |
44/4ab |
14 |
||||||
|
42/41abc |
56/9de |
14/8bcd |
76/3cde |
21 |
||||||
|
53/33cde |
33/8ef |
12/5de |
92/3cde |
7 |
بادام تلخ |
|||||
|
42/41abc |
36/8ef |
76/5d |
54/3e |
14 |
||||||
|
36/45abc |
40/11bcd |
56/6cd |
47/3e |
21 |
||||||
|
39/43abc |
99/7ef |
56/7bcd |
89/4a |
7 |
بادام شیرین |
150 |
||||
|
33/47ab |
46/9de |
04/10ab |
38/3e |
14 |
||||||
|
42/41abc |
85/9de |
440/12a |
64/3de |
21 |
||||||
|
33/47ab |
69/5g |
197/9bc |
62/3de |
7 |
بادام تلخ |
|||||
|
28/51a |
909/7ef |
746/9ab |
56/3e |
14 |
|
|
||||
|
42/41abc |
59/10cd |
03/10ab |
68/2f |
21 |
||||||
حرف‌های یکسان در هر ستون بیان‌کنندۀ وجودنداشتن اختلاف معنادار با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال خطای 5 درصد است.
نیترات ریشه:بررسی نیترات ریشه (جدول 3) نشان داد کاربرد تیمارهای 75 یا 150 میلی‌مولار کلریدسدیم موجب کاهش نیترات ریشه در هر دو پایۀ بادام تلخ و بادام شیرین می‌شود؛ ولی این کاهش در پایۀ بادام تلخ بیشتر از پایۀ بادام شیرین است. مقدار نیترات ریشه در پایۀ بادام شیرین پس‌از 21 روز تیمار با 75 میلی‌مولار کلریدسدیم، کاهش معناداری نسبت به زمان‌های 7 یا 14 روز یا تیمار شاهد در هر سه زمان داشت. در پایۀ بادام تلخ پس‌از کاربرد غلظت 75 میلی‌مولار کلریدسدیم، نیترات ریشه در هر سه زمان نمونه‌گیری کاهش معناداری نسبت به تیمار شاهد داشت. در تیمار 150 میلی‌مولار کلریدسدیم، نیترات ریشه در پایۀ بادام شیرین در روز هفتم تفاوت معناداری با نیترات ریشه در تیمار شاهد نداشت (به‌ترتیب 67/9 در مقایسه با 18/11 میلیگرمدرگرم وزن خشک)؛ همچنین نیترات ریشه در پایه‌های بادام تلخ و بادام شیرین در روز هفتم پس‌از کاربرد تیمار 150 میلی‌مولار کلریدسدیم تفاوت معناداری نداشت؛ ولی 14 و 21 روز پس‌از تیمار 150 میلی‌مولار کلریدسدیم، کاهش معناداری در نیترات ریشۀ هر دو پایۀ بادام وجود داشت و این کاهش در پایۀ بادام تلخ شدیدتر بود. کمترین نیترات در ریشۀ دانهال‌های بادام تلخ در تیمار 150 میلی‌مولار در هفتۀ سوم پس‌از اعمال تیمار کلریدسدیم مشاهده شد (65/3 میلیگرمدرگرم وزن خشک) که به‌طور معناداری کمتر از نیترات ریشه در تمام تیمارها بود.
نیترات برگ:بررسی نتایج مقایسۀ میانگین (جدول 3) نشان داد نیترات در برگ هر دو پایۀ بادام تلخ و شیرین در روزهای هفتم و چهاردهم در تیمار شاهد تفاوت معناداری ندارد؛ ولی در روز بیستویکم، افزایش معنادار نیترات در هر دو پایه وجود دارد و در روز بیستویکم در تیمار شاهد، نیترات در پایۀ بادام تلخ به‌طور معناداری بیشتر از نیترات بادام شیرین یا سایر تیمارهاست. در بادام شیرین، مقدار نیترات در روز چهاردهم تیمار 75 میلی‌مولار کلریدسدیم کاهش معناداری نسبت به روز هفتم داشت (74/3 در مقایسه با 3/5 میلیگرمدرگرم وزن خشک). در بادام تلخ، نیترات در روزهای چهاردهم و بیستویکم کاهش معناداری نسبت به روز هفتم داشت (به‌ترتیب 03/3 و 6/3 در مقایسه با 11/6 میلیگرمدرگرم وزن خشک). در تیمار 150 میلی‌مولار کلریدسدیم، تنها در روز بیستویکم در بادام تلخ کاهش معنادار نیترات نسبت به روزهای هفتم و چهاردهم وجود داشت ( 76/3 در مقایسه با 9/4 و 11/5 میلیگرمدرگرم وزن خشک) و در بادام شیرین، نیترات برگ در تیمار 150 میلی‌مولار در زمان‌های مختلف تفاوت معناداری نداشت.
فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز:نتایج مقایسۀ میانگین نشان دادند بیشترین فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در برگ دانهال‌های بادام شیرین در تیمار شاهد در روز بیستویکم وجود دارد (72/7 میکرومول نیتریت در گرم وزن تر بافت در ساعت) که با فعالیت این آنزیم در برگ سایر تیمارها اختلاف معناداری دارد (جدول 3). کمترین فعالیت نیترات‌ردوکتاز در دانهال‌های بادام شیرین پس‌از 21 روز از آغاز تیمار 150 میلی‌مولار کلریدسدیم وجود داشت (46/2 میکرومول نیتریت در گرم وزن تر بافت در ساعت) که با فعالیت نیترات‌ردوکتاز در برگ دانهال‌های بادام شیرین در هفتۀ دوم و سوم و بادام تلخ در هفتۀ سوم تیمار 75 میلی‌مولار کلریدسدیم یا فعالیت آنزیم در بادام شیرین در تیمار 150 میلی‌مولار در هفتۀ دوم اختلاف معناداری نداشت؛ اما به‌طور معناداری کمتر از فعالیت این آنزیم در سایر تیمارها بود. در تیمار 75 میلی‌مولار کلریدسدیم، افزایش زمان نمونه‌برداری موجب کاهش معنادار فعالیت نیترات‌ردوکتاز در برگ دانهال‌های بادام تلخ شد و فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در روزهای هفتم و بیستویکم پس‌از آغاز تیمار شوری (به‌ترتیب 78/2 و 61/2) به‌طور معناداری کمتر از فعالیت این آنزیم در روز هفتم پس‌از آغاز تیمار کلریدسدیم بود (35/4). فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در برگ دانهال‌های بادام شیرین در روزهای هفتم، چهاردهم و بیستویکم پس‌از آغاز تیمار 75 میلی‌مولار کلریدسدیم تفاوت معناداری نداشت.
جدول 3- مقایسۀ میانگین اثر پایه، زمان نمونه‌گیری و سطوح کلریدسدیم بر میزان فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز برگ و نیترات ریشه و برگ
|
نیترات‌ردوکتاز برگ (میکرومول نیتریت/گرم وزن تر/ساعت) |
نیترات برگ (میلی‌گرم/گرم وزن خشک) |
نیترات ریشه (میلی‌گرم/گرم وزن خشک) |
زمان |
پایه |
کلریدسدیم (میلی‌مولار) |
|
51/5b |
68/4defg |
18/11cd |
7 |
بادام شیرین |
صفر |
|
22/5bc |
74/5cd |
96/11bc |
14 |
||
|
73/7a |
84/6b |
12/12bc |
21 |
||
|
41/3fg |
27/5cde |
8/12 bc |
7 |
بادام تلخ |
|
|
53/3efg |
22/6bc |
53/13 b |
14 |
||
|
44/4cd |
67/8a |
71/17a |
21 |
||
|
67/3def |
3/5cde |
45/10cd |
7 |
بادام شیرین |
75 |
|
87/2fgh |
74/3hi |
40/10cd |
14 |
||
|
75/2fgh |
52/4efgh |
48/7fgh |
21 |
||
|
35/4cde |
11/6bc |
86/7fg |
7 |
بادام تلخ |
|
|
78/2fgh |
03/3i |
26/7fgh |
14 |
||
|
61/2gh |
60/3hi |
810/6ghi |
21 |
||
|
16/3 fgh |
46/4efgh |
67/9de |
7 |
بادام شیرین |
150 |
|
85/2fgh |
08/4fghi |
92/5hi |
14 |
||
|
46/2h |
65/3hi |
38/5i |
21 |
||
|
78/4bc |
11/5cdef |
62/8ef |
7 |
بادام تلخ |
|
|
47/3efg |
9/4defg |
89/5hi |
14 |
||
|
16/3fgh |
76/3ghi |
65/3j |
21 |
حرف‌های یکسان در هر ستون بیان‌کنندۀ وجودنداشتن اختلاف معنادار با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال خطای 5 درصد است.
بحث
نتایج آزمایش حاضر نشان دادند اثر کلریدسدیم بر کاهش معنادار وزن خشک در پایۀ بادام تلخ بیشتر از پایۀ بادام شیرین است (جدول 2). اثر تنش شوری بر کاهش وزن خشک گیاه بادام در آزمایش‌های پیشین نیز گزارش شده است (Zrig et al., 2015; Oraei et al., 2008; Dejampour et al., 2013; Rahnemoun et al., 2014). باتوجهبه اهمیت اختلاف رشد به‌عنوان شاخص تحمل به شوری (Ferreira-Silva et al., 2008)، اثر منفی تنش شوری بر تخریب کلروفیل وکاهش فتوسنتز و درنتیجه، کاهش تولید کربوهیدرات به‌علت تجمع کلر یکی از دلایل کاهش وزن خشک دانهال پایه‌های بادام است. کاهش رشد و کاهش سطح برگ (Najafian et al., 2008)، افزایش درصد برگ‌های نکروزه به‌علت تجمع یون‌های سدیم و کلر و درنتیجه، کاهش سطح فتوسنتز‌کننده در گیاه (Oraei et al., 2008; Dejampour et al., 2013)، کاهش میزان کلروفیل برگ (Oraei et al., 2008; Najafian et al., 2008; Dejampour et al., 2013)، کاهش شدت فتوسنتز (Oraei et al., 2008) و کاهش کارایی کوانتومی فتوسنتز (Momenpour et al., 2015) از دیگر دلایل کاهش فتوسنتز در گیاه بادام به شمار می‌آیند.
نتایج آزمایش حاضر نشان دادند در شرایط تنش کلریدسدیم، غلظت یون‌های سدیم و کلر در برگ هر دو پایۀ بادام افزایش و غلظت یون پتاسیم کاهش معنادار دارد (جدول 2). اثر تنش شوری بر افزایش غلظت یون‌های سدیم و کلر و کاهش تجمع پتاسیم برگ در بادام در مطالعه‌های پیشین نیز تأیید شده است (Oraei et al., 2008; Najafian et al., .2008; Dejampour et al., 2013; Jahanbazy Goujani et al., 2015; Zrig et al., 2015). پیشنهاد شده است اگر تنش شوری شدید نباشد، تجمع یون‌های کلر و سدیم در تنظیم اسمزی برگ دخالت دارد (Greenway and Munns, 1980). در شرایط تنش شوری، عامل اصلی شیب پتانسیل آب بین نقاط رشد در شاخساره و آوند چوب توسط شیب اسمزی ناشی از تجمع یون‌های کلر و سدیم در شاخساره ایجاد می‌شود (Araujo et al., 2006). گزارش شده است افزایش یون‌های سدیم و کلر در شرایط تنش شوری در برگ‌های پایۀ بادام GN15 در تنظیم اسمزی دخالت دارد؛ این سازوکار حفظ فشار آماس برگ با استفاده از تجمع یون‌ها به‌ویژه کلر موجب ایجاد سمیت یونی و اختلال در فعالیت‌های فیزیولوژیکی گیاه می‌شود (Zrig et al., 2015).
نتایج آزمایش حاضر نشان دادند افزایش معنادار سدیم برگ به بیش از 9 میلیگرمدرگرم وزن خشک در تیمار 150 میلی‌مولار در هر دو پایۀ بادام وجود دارد (جدول 2). پیشنهاد شده است بروز علائم سوختگی حاشیه‌ای در برگ‌های دانهال‌های ژنوتیپ‌های مختلف بادام (Rahnemoun et al., 2014)، مرگ برگ‌های مسن در دانهال‌های بادام پایۀ GN15 (Zrig et al., 2015)، به‌هم‌خوردن نسبت کلر به نیترات (Greenway and Munns, 1980; Cerezo et al., 1999) و اختلال در فعالیت آنزیم‌های برگ مانند نیترات‌ردوکتاز (Viegas et al., 1999; Naseri et al., 2015, 2019) یا افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانتی مانند کاتالاز و آسکوربات‌پراکسیداز (Rahnemoun et al., 2014) ازجمله آثار تجمع زیاد یون‌های سدیم یا کلر در برگ طی شرایط تنش شوری‌اند.
نتایج آزمایش حاضر نشان دادند تجمع نیترات در ریشه و برگ دانهال‌های هر دو پایۀ بادام تلخ و بادام شیرین طی تنش شوری کاهش معناداری دارد (جدول 3). گزارشی در زمینۀ اثر تنش شوری بر تجمع نیترات در گیاه بادام منتشر نشده است، ولی اثر تنش شوری بر کاهش نیترات در گونه‌های پسته (Heidari, 2004; Naseri et al., 2015, 2019)، بادام هندی (Viegas et al., 1999)، مرکبات (Iglesias et al., 2004) و درخت Prosopis alba (Meloni et al., 2004) گزارش شده است. یکی از دلایل کاهش جذب نیترات در شرایط تنش شوری، اثر مستقیم رقابت بین آنیون‌های کلر و نیترات در سطح غشای سلول‌های ریشه و کاهش امکان جذب نیترات به‌علت مقدار زیاد یون کلر در محیط ریشه است (Viegas et al., 1999). دلایل دیگر کاهش جذب نیترات توسط گیاهان در شرایط تنش شوری شامل اثر تخریبی یون‌های سدیم و کلر بر غشای سلول، تغییر ساختار پروتئین‌های غشا و درنتیجه کاهش استحکام غشا (Cramer et al., 1985) یا کاهش جذب آب توسط ریشه و ایجاد تنش اسمزی در محیط ریشه بر اثر وجود مقدار زیاد یون‌های سدیم و کلر (Viegas et al., 1999) یا کلر و سولفات (Ceyhan and Ali, 2002) است.
نتایج آزمایش حاضر نشان دادند در تمام تیمارها به‌جز تنش شوری 150 میلی‌مولار پس‌از 21 روز، نیترات ریشه بیشتر از نیترات برگ است (جدول 3). انتقال نیترات از ریشه به بخش هوایی از طریق آوند چوب انجام می‌شود؛ گونۀ گیاهی و شرایط محیطی بر غلظت نیترات در آوند چوب اثر دارد (Smirnoff and Stewart, 1985) و پیشنهاد شده کاهش دریافت آب توسط برگ از دلایل کاهش انتقال نیترات ریشه به برگ است (Viegas et al., 1999). بر اساس نتایج آزمایشی در گیاه هالوفیت Plantgo maritima مشخص شد یکی از دلایل اثر کلریدسدیم بر میزان دریافت نیترات در شاخساره، برهم‌کنش کلریدسدیم و ناقلان نیترات در غشای پلاسمایی ریشه یا اثر کلریدسدیم بر فرایندهای مربوط به انتقال ترکیبات حاوی نیتروژن است (Rubinigg et al., 2003). یکی دیگر از عوامل بازدارندۀ جذب و انتقال ترکیبات حاوی نیتروژن در شرایط تنش شوری، اثر یون‌های نیتریت است. افزایش یون‌های نیتریت در شرایط تنش شوری موجب ایجاد سمیت برای سلول‌های گیاهی به‌ویژه دستگاه فتوسنتزی می‌شود. نیتریت در شکل‌های اسیدی مانند نیتروزاسید می‌تواند به‌آسانی از غشاها عبور کند (Sinclair, 1987)؛ همچنین نیتریت می‌تواند سبب تشکیل مونوکسیدنیتروژن (NO) شود که با رادیکال‌های آزاد اکسیژن واکنش می‌دهد و پروکسی‌نیتریت (Peroxynitrite) را تولید می‌کند؛ این ترکیب با ویژگی اکسیدکنندگی قوی می‌تواند با نیترات یا تیروزین در غشای پلاسمایی واکنش دهد و به تغییر فعالیت پروتئین‌ها منجر شود (Morot-Gaudry-Talarmain et al., 2002). تفاوت فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در ریشه نسبت به برگ دلیل دیگر تفاوت میزان نیترات در ریشه و برگ‌هاست. اگر نیترات جذب‌شده در ریشه احیا نشود، بایستی به شاخساره انتقال یابد. در بخش هوایی، نیترات موجب تحریک رشد ساخساره می‌شود (McDonald et al., 1996). فراهم‌بودن پیش‌مادۀ نیترات برای فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در ریشه و کاهش انتقال نیترات از ریشه به برگ‌ها به‌علت کاهش انتقال آب به برگ‌ها و درنتیجه، کاهش غلظت نیترات ارسالی به برگ از دلایل اولیۀ کاهش فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در برگ‌هاست (Naseri et al., 2015). با افزایش زمان تیمار شوری، تجمع یون‌های سدیم و کلر و آثار مستقیم سمیت یون‌ها بر فعالیت آنزیمی از دیگر دلایل کاهش فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در برگ به شمار می‌آید (Meloni et al., 2004; Naseri et al., 2015). پیشنهاد شده است یون کلر در این زمینه آثار بازدارندگی بیشتری نسبت به سدیم دارد (Rao and Gnaham, 1990).
نتیجه‌گیری کلی.
به‌طور‌کلی نتایج نشان دادند تیمارهای کلریدسدیم سبب کاهش بیشتر وزن خشک دانهال‌های بادام تلخ نسبت به دانهال‌های بادام شیرین می‌شوند و باید این موضوع را در انتخاب بادام تلخ به‌عنوان پایۀ بادام در شرایط تنش شوری مدنظر داشت.
نتایج اثر معنادار برهم‌کنش آثار غلظت‌های 75 و 150 میلی‌مولار کلریدسدیم را بر تجمع یون‌های کلر، سدیم و پتاسیم در برگ دو پایۀ بادام تلخ و شیرین طی مدت زمان‌های مختلف پس‌از آغاز تیمار تنش کلریدسدیم نشان دادند. افزایش معنادار میزان پرولین برگ، فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز در برگ و تجمع نیترات در برگ و ریشۀ دو پایۀ بادام تلخ و شیرین نشان‌دهندۀ امکان استفاده از شاخص‌های مربوط به اسیمیلاسیون نیتروژن در بررسی پاسخ گیاهان به تنش شوری است؛ همچنین باتوجهبه اهمیت نیتروژن در رشد و باردهی درختان بادام، لازم به نظر می‌رسد اثر تنش شوری بر اسیمیلاسیون نیتروژن در درختان بادام و پاسخ پایه‌های بادام بومی ایران نسبت به تنش شوری بر اساس فعالیت آنزیم نیترات‌ردوکتاز یا سایر آنزیم‌های اسیمیلاسیون نیتروژن مطالعه شود.
)
