نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
This research aimed to investigate the nutrient uptake and morphophysiological characteristics of Stevia rebaudiana under biofertilizers and methyl jasmonate (MJ) application during drought stress. A factorial experiment, based on an randomized complete block design (RCBD) with three replications, was conducted in the research greenhouse of Yasouj University in 2021. The first factor included three irrigation levels after 20%, 40%, and 60% depletion of available soil water. The second factor comprised the application of Funneliformis mosseae, Bacillus subtilis, and the control, while the third factor evaluated foliar application (75 µM) and non-application of MJ. Drought stress at 40% and 60% water depletion significantly reduced nitrogen and phosphorus content, plant height, number of leaves, lateral branches, and root and shoot dry weight compared to 20% water depletion. However, root colonization (tripled), soluble sugar content (85.41%), catalase activity (12-fold), and leaf potassium content (73.67%) increased under drought. Biofertilizers enhanced most of these traits across all stress levels, except plant height and shoot dry weight. Methyl jasmonate significantly improved leaf nitrogen, phosphorus, potassium, soluble sugars, catalase activity, number of leaves, lateral branches, and root dry weight but did not significantly impact root colonization, plant height, or shoot dry weight. Overall, biofertilizers were effective in mitigating drought stress.
Introduction
Stevia rebaudiana is a perennial plant with sweet leaves, approximately 300 times sweeter than sucrose, and is widely cultivated worldwide, including in Iran. Drought stress is one of the most significant environmental challenges limiting stevia production, negatively affecting growth, development, and metabolic processes. Studies on Stevia under PEG-induced drought stress have shown reduced chlorophyll and carotenoid content, increased ROS, MDA, electrolyte leakage, and heightened enzymatic and non-enzymatic antioxidant activities. Harnessing the symbiotic relationship between plants, mycorrhizal fungi, and growth-promoting bacteria is a promising strategy to mitigate drought-induced damage. The ameliorative effects of mycorrhiza in salinity and drought-stressed stevia have been demonstrated. For instance, in vitro cultivation with mycorrhiza reduced electrolyte leakage and significantly increased root and shoot dry weight. MJ, a novel plant growth regulator, enhances plant resistance to environmental stresses, including drought. Its application has been associated with increased phenolic content and antioxidant activity in stevia. This research was designed to evaluate nutrient uptake and morphophysiological characteristics of stevia under biofertilizer and methyl jasmonate application during drought stress.
Materials and methods
A factorial pot experiment was conducted in 2021 in the research greenhouse of the Faculty of Agriculture at Yasouj University, Yasouj, Iran. The experiment followed an RCBD with three replications. Drought stress was applied at three levels: irrigation after 20%, 40%, and 60% depletion of available soil water. The biofertilizer treatments included a control, arbuscular mycorrhizal fungus (Funneliformis mosseae), and Bacillus subtilis. Foliar application of MJ was performed at two levels (0 and 75 μM). One-month-old stevia seedlings (at the two- to three-leaf stage) were sourced from Zargiyeh Firouzabad Company. F. mosseae spores (120 spores/g soil) were obtained from the Hamadan Phytosanitary Clinic, and B. subtilis suspension (108 CFU/g) from the Karaj Water and Soil Institute. Plastic pots (32×13×10 cm) were filled with soil, leaving a 5 cm margin at the top. Mycorrhizal fungus (50 g per pot) was placed beneath the roots, while seedling roots were dipped in the bacterial suspension before transplanting into pots. Soil moisture was monitored using a soil moisture meter (Model 1-150SM, ΔT, England) to manage drought stress levels. MJ (Sigma-Aldrich, W392707) was foliar-sprayed one week before drought stress application, with a second spray three days later. Measurements included root colonization, leaf nitrogen, phosphorus, and potassium content, soluble sugar content, catalase activity, number of leaves, lateral branches, and root and shoot dry weights.
Results and Discussion
Drought stress at 40% and 60% water depletion significantly decreased nitrogen and phosphorus content, plant height, number of leaves, lateral branches, and root and shoot dry weights compared to 20% water depletion. However, root colonization (tripled), soluble sugars (85.41%), catalase activity (12-fold), and leaf potassium content (73.67%) significantly increased under higher drought stress. Biofertilizers significantly improved most traits, regardless of MJ application. Inoculation with biofertilizers also increased leaf potassium content under drought, with or without methyl jasmonate. Key traits, including shoot weight and leaf number, improved significantly with biofertilizers and methyl jasmonate under drought conditions.
Drought stress likely reduced nitrogen and phosphorus availability due to reduced transpiration, active transport, membrane permeability, root growth, and nitrogen mineralization. Biofertilizers (F. mosseae and B. subtilis) combined with MJ mitigated these effects by enhancing leaf osmotic adjustment and antioxidative activity, leading to improved root and shoot dry weights.
Conclusion
The findings demonstrate that biofertilizers (F. mosseae and B. subtilis) and MJ can mitigate drought stress in stevia. These treatments enhanced nutrient uptake, osmotic adjustment, and antioxidant activity while improving growth traits like root and shoot dry weights. To validate these findings, further experiments under field conditions are recommended.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
افزایش بهره‌گیری از گیاهان دارویی و معطر در سطح دنیا، اهمیت و ضرورت کاشت آن‌ها را آشکارتر می‌سازد. میزان مصرف گیاهان دارویی در سراسر جهان روز به روز در حال افزایش است و یکی از گیاهان دارویی مهم که در طب سنتی به‌عنوان شیرین‌کننده طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد، استویا است (Hayat et al., 2012). استویا با نام علمی Stevia rebaudiana Bertoni و متعلق به تیره کاسنی (Asteraseae) است. استویا گیاهی علفی و چند ساله بوده و بومی مناطق پاراگوئه، برزیل و آرژانتین با آب و هوایی نیمه گرمسیری با زمستان‌های ملایم است. برگ‌های استویا دارای گلیکوزیدهای دیترپن یا گلیکوزیدهای استویول شیرین است که محلول در آب بوده و تقریباً 150 تا 300 مرتبه شیرین‌تر از شکر هستند (Haji Mohammadi et al., 2023). در سرتاسر جهان، 32000 هکتار سطح زیر کشت استویا است (Hossain et al., 2017).
امروزه بحران آب مشکل اصلی اغلب کشورهای جهان است، زیرا که منابع آب تجدید شونده جهان محدود است. ایران کشوری با متوسط بارندگی 230 میلی‌متر در سال است که در زمره مناطق خشک و نیمه خشک جهان طبقه‌بندی میشود (Bahamin et al., 2021). بنابراین پژوهش پاسخ‌های مورفوفیزیولوژیک گیاهان جهت یافتن راهکارهای به‌زراعی و به‌نژادی برای غلبه بر کمبود آب از اولویت‌های پژوهشی است. خشکی رشد و تولیدات گیاهی را بیش از سایر تنش‌های زیستی و غیرزیستی کاهش میدهد. مهم‌ترین تأثیر تنش خشکی در گیاهان زراعی و دارویی، کاهش تقسیم و توسعه سلولی، اندازه‌ی برگ، طویل شدن ساقه، تولید ریشه و کاهش راندمان مصرف آب است (Mechri et al., 2020). در پژوهشی بر روی استویا تحت تنش خشکی اعمال شده با PEG کاهش محتوای کلروفیل، کارتنوئیدها و افزایش ROS، MDA، میزان نشت الکترولیت‌ها و آنتی‌اکسیدان‌های آنزیمی و غیر آنزیمی مشاهده شد (Hajihashemi & Sofo, 2018). در پژوهشی نشان داده شده وزن برگ گیاه استویا در تنش کوتاه مدت از تنش متأثر نشد، ولی تنش طولانی مدت وزن برگ بهشدت کاهش یافت (Ren & Shi, 2012). با توجه به اهمیت فراوان گیاه دارویی استویا، شناخت بهتر این گیاه و میزان مقاومت آن به تنش خشکی ضروری است.
از جمله مشکلات کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک پائین بودن حاصلخیزی خاک به علت سطح پائین ماده آلی و فعالیت میکروبی است. مدیریت صحیح تغذیه خاک با مصرف کودهای زیستی راهکاری مفید جهت بهبود عملکرد کمی و کیفی گیاهان در محیط‌های تحت تنش خشکی محسوب میشود .(Nasiri et al., 2020) کم‌آبی و تنش خشکی جزء جدانشدنی کشاورزی در ایران است، زیرا که کشور ما در منطقه خشک واقع شده و کمبود بارندگی شایع است. استویا گیاه غیر بومی ایران است و در مسیر زراعی شدن و اهلی‌سازی در کشور ما ناخواسته در معرض تنش خشکی قرار می‌گیرد (Karimi et al., 2013). کودهای زیستی، متشکل از ریزجانداران مفیدی هستند که هر یک به روشهای خاص، از جمله تثبیت زیستی نیتروژن، رهاسازی یون‌های فسفات، پتاسیم، آهن، جذب عناصر ماکرو و میکرو و غیره تولید می‌شوند. این ریزجانداران، در اطراف ریشه مستقر می‌شوند و با افزایش حاصلخیزی خاک، منجر به افزایش جذب عناصر توسط گیاه میشود (Goswami et al., 2016). از جمله این ریزجانداران می‌توان به قارچ‌های مایکوریزا آربوسکولار و باکتری‌های ریزوسفری محرک رشد گیاه اشاره نمود که هر کدام برای منظور خاصی استفاده می‌شوند (Kazemi et al., 2017). باکتری‌های ریزوسفری محرک رشد با تثبیت زیستی نیتروژن و تبدیل شکل‌های نامحلول فسفر به شکل‌های محلول و در اختیار قرار دادن آن در دسترس گیاه و نیز با سازوکارهای مختلف دیگری مانند تولید سیدروفورها، ساخت آنتی‌بیوتیک‌ها و تولید هورمون‌های گیاهی سبب تحریک رشد گیاه میشود .(Zorteaa et al., 2018) قارچ‌های مایکوریزا آربوسکولار نیز نقش بسیار مهمی در حفاظت از گیاهان در مقابل شرایط تنش دارند. قارچ‌ها ترکیبات کربنی تثبیت شده را از گیاهان میزبان دریافت می‌کنند، در حالی که گیاه به علت افزایش جذب عناصر غذایی توسط قارچ، از مقاومت بیشتری نسبت به تنش‌های زیستی و همچنین مقاومت در برابر بیماری‌ها برخوردار است (Shahhosseini et al., 2012). تلقیح استویا با مایکوریزا (Rhizoglomus irregulare) اثبات شده است. در این پژوهش مایکوریزا سبب افزایش رشد، زیست‌توده، وزن خشک برگ، ارتفاع، شاخه‌دهی و محتوای استویول گلایکوزید شد (Tavarini et al., 2018). در پژوهشی مایکوریزا سبب افزایش استویول گلایکوزیدها و وزن ریشه و برگ شد. این افزایش با افزایش جذب عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهن، روی و منگنز و در نتیجه بهبود محتوای کلروفیل و کربوهیدرات همراه بود (Mandal et al., 2013). نقش بهبود دهنده مایکوریزا در استویا در هنگام مواجهه با تنش شوری و خشکی اثبات شده است (Seraj, et al., 2016). در این پژوهش در کشت درون شیشه با کاربرد مایکوریزا نشت الکترولیت کاهش یافت و وزن خشک ریشه و اندام هوایی افزایش معنیداری نشان داد. در گیاه جو نیز کاربرد مایکوریزا سبب بهبود ویژگیهای فیزیولوژیک و عملکردی در شرایط تنش خشکی شد (Sara et al., 2024).
با کاربرد مواد تنظیم‌کننده رشد گیاهی می‌توان گیاهان را نسبت به شرایط نامساعد و تنش‌های محیطی مقاوم نمود (Sewedan et al., 2018). اسید جاسمونیک و مشتقات آن از جمله متیل جاسمونات، تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی هستند که به عنوان پیام‌رسان نقش کلیدی در رشد، نمو و پاسخ به تنش‌های محیطی دارند (Saisavoey et al., 2014). افزایش محتوای فنول کل و فعالیت آنتی اکسیدانی با کاربرد متیل جاسمونات در استویا مشاهده شده است (Lucho et al., 2019). با توجه به اهمیت استفاده از کاهش‌دهنده‌های تأثیر تنش و کمبود اطلاعات در رابطه با پاسخ‌های مورفوفیزیولوژیکی و جذب عناصر استویا به تنش خشکی، در این پژوهش به بررسی نقش کودهای زیستی و متیل جاسمونات در بهبود جذب عناصر و ویژگیهای ریخت شناسی و فیزیولوژیک استویا تحت سطوح مختلف تنش خشکی در محیط گلخانه پرداخته شده است.
مواد و روش‌ها
آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1400 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج با دمای 3±25 درجه سانتیگراد اجرا شد. عامل اول تنش خشکی (20، 40 و 60 درصد تخلیه رطوبتی) و عامل دوم، کود زیستی (شاهد، Funneliformis moseae و باکتریBacillus subtilis ) و عامل سوم متیل جاسمونات (صفر و 75 میکرومولار) بود.
نشاء‌های یک ماهه در مرحله دو تا سه برگی استویا از شرکت زرگیاه فیروزآباد، قارچ وزیکولار آربوسکولار گونه‌ی F. mosseae از کلینیک گیاه‌پزشکی همدان و سوسپانسیون باکتریایی B. subtilis از مؤسسه‌ی آب و خاک کرج تهیه شد. گلدان‌های پلاستیکی به ابعاد 32×13×10 سانتیمتر به نحوی پر شدند که سطح خاک هر گلدان تا دهانه آن 5 سانتیمتر فاصله داشت. گلدان‌ها از خاک (نسبت دو به یک، خاک مزرعه به ماسه نرم) پر شده و با دستگاه اتوکلاو به مدت 2 ساعت ضدعفونی شدند. در مرحله‌ی آماده‌سازی خاک، نمونه‌هایی (پس مخلوط کردن خاک مزرعه و ماسه نرم نمونه‌های جهت آزمون خاک برداشته شد) جهت مشخص نمودن ویژگیهای خاک تهیه شدند. نتایج آزمون خاک در جدول 1 ارائه شده است. تلقیح قارچ و باکتری با ریشه گیاه در مرحله انتقال نشاء (چهار تا شش برگی، ارتفاع 10 تا 15 سانتیمتر و سه بوته در هر گلدان) انجام شد. در مرحله انتقال نشاء، قارچ وزیکولار آربوسکولار گونه F. mosseae (در ﻫﺮ ﮔﺮم ﺧﺎک ﺗﻌﺪاد 120 اﺳﭙﻮر ﺑﺮای ﻗﺎرچ ﻣﺎﯾﮑﻮرﯾﺰا وﺟﻮد داشت) به‌میزان 50 گرم برای هر گلدان (گلدان‌های حاوی مایکوریزا) زیر ریشه قرار داده شد. همچنین ریشههای نشاء به سوسپانسیون باکتری‌ها (با شمارش CFU/gr 108) آغشته و به گلدان‌های اصلی انتقال داده شدند.
پس از استقرار موفق نشاء‌ها و سه ماه قبل از اعمال تنش، نشاء‌های استویا سرزنی شده و همه نشاء‌ها تا حد امکان به یک اندازه تبدیل شده و پس از رشد و شاخه‌دهی مجدد و کافی، تنش خشکی در ماه چهارم (بهمن ماه) به مدت چهار هفته اعمال شد. برای اعمال تنش، رطوبت خاک گلدان با دستگاه رطوبت‌سنج خاک (مدل 1-150SM،ΔT، انگلستان، پس از کالیبراسیون برای خاک گلدان) اندازهگیری می‌شد. زمانی که گلدان به رطوبت مد نظر (با توجه به تیمارها) می‌رسید، مقدار آب محاسبه شده برای رسیدن به ظرفیت ظراعی به خاک اضافه می‌شد.
متیل جاسمونات از شرکت Sigma- Aldrich (W392707) خریداری شد و به صورت محلول‌پاشی یک هفته قبل از اعمال تنش خشکی برگی استفاده شد و سه روز پس از آن محلول‌پاشی مجدداً تکرار شد. برای تهیه محلول‌ها مقدار معینی از متیل جاسمونات در چند قطره اتانول 96 درصد حل شد و سپس آب مقطر به آن اضافه شد تا غلظت‌های مورد نظر به دست آمد. در روش محلول‌پاشی برگی، برای افزایش چسبندگی محلول به سطح گیاه، دو سی‌سی سورفکتانت Tween-20 به هرکدام از غلظت‌های تهیه شده اضافه شد.
جدول 1- ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک محل آزمایش
Table 1- Physical and chemical characteristics of the experimental soil
|
Soil texture |
Organic carbon (percentage) |
Manganese (mg/kg) |
Copper (mg/kg) |
Zinc (mg/kg) |
Iron (mg/kg) |
Phosphorus (mg/kg) |
Potassium (mg/kg) |
Nitrogen (percentage) |
acidity |
|
Silty loam |
0.195 |
4.40 |
0.60 |
0.36 |
3.20 |
3.1 |
112 |
0.03 |
7.5 |
نمونه‌گیری برای ویژگیهای ریخت شناسی
چهار هفته پس از اعمال تنش خشکی ویژگیهای ریخت شناسی مانند ارتفاع بوته، تعداد برگ در بوته، تعداد شاخه‌های جانبی، وزن خشک اندام هوایی و ریشه گیاهان اندازهگیری شد. ریشه و اندام هوایی پنج بوته موجود در گلدان جدا و پس از شستشو با آب مقطر و خشک شدن در آون در دمای 75 درجه سانتیگراد به مدت 48 ساعت، با ترازو وزن شدند و میانگین آن‌ها یادداشت شد.
اندازهگیری محتوای عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم در برگ
پس از چهار هفته اعمال تنش خشکی، از هر گلدان پنج بوته انتخاب شد و نمونه‌گیری از برگ‌های بالایی جوان و کاملاً باز شده بوته‌ها در صبح زود جهت اندازهگیری محتوای نیتروژن برگ به روش Novozamsky et al. (1974)، محتوای فسفر برگ به‌روش (1996) Emami و محتوای پتاسیم برگ به‌روش (2002) Peterson, et al انجام شد.
اندازهگیری محتوای قندهای محلول برگ
مخلوط سنجش حاوی عصاره الکلی و آنترون در بن ماری قرار داده شد و پس از استراحت برای کاهش دما، میزان قند محلول با توجه به جذب نمونهها در طول موج 625 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر و بر اساس سطح جذب استاندارد تعیین شد (Irigoyen et al., 1992).
استخراج عصاره: بافر استخراج (فسفات پتاسیم 8/7 =pH ، EDTA و PVP) همراه با نمونه برگ در هاون در دمای پائین همگن شد. سپس همگنهای حاصل سانتریفیوژ و از بخش شناور رویی برای سنجش فعالیت آنزیم استفاده شد.
اندازهگیری فعالیت کاتالاز: برای اندازهگیری فعالیت کاتالاز براساس کاهش جذب پراکسید هیدروژن در مخلوط واکنش (بافر فسفات 50 میلی مولار با اسیدیته برابر 7 حاوی آب اکسیژنه 30 میلی مولار و 100 میکرولیتر عصاره آنزیمی بود) به وسیله اسپکتروفتومتری و در طول موج 240 نانومتر اندازهگیری شد. واکنش با افزودن H2O2 شروع و کاهش جذب در مدت 60 ثانیه خوانده شد. ضریب خاموشی برای کاتالاز 0394/0 بر میلی مول بر سانتیمتر بود (Aebi, 1984).
ریشه‌ها بعد از برداشت از خاک گلدان به‌دقت با آب شسته شده و برای مراحل بعدی آماده شدند. برای اندازهگیری درصد کلونیزاسیون، 50 قطعه یک سانتی‌متری از ریشههای نازک انتخاب شدند سپس به لوله آزمایش انتقال و به آن KOH 10 درصد اضافه و درون بن ماری با دمای 95 درجه سلسیوس و به مدت نیم ساعت انتقال داده شد. پس از شفاف و شیشه‌ای شدن ریشه‌ها، جهت حذف اثر KOH با سرکه رقیق شسته شدند. ریشههای شفاف شده به مدت سه دقیقه داخل مخلوط سه درصد جوهر رنگی (ترجیحا آبی یا مشکی) و سرکه خالص خانگی (اسید استیک پنج درصد) جوشانده شدند (برای تهیه، سه میلی‌لیتر جوهر، جوهر خودنویس ایپلمات-حجم 80 میلی لیتر، با سرکه سفید به حجم 100 میلی‌لیتر رسانده شد). ریشههای رنگ گرفته از مرحله قبل با آبی که با چند قطره سرکه اسیدی شده شستشو شدند. (Vierheilig et al., 1998). از ریشه‌ها برش نازک تهیه و 20 قطعه از ریشه زیر میکروسکوپ مشاهده شدند. هر نوع قطعات رنگ شده هیف قارچ درون و بیرون ریشه‌ها، وزیکول‌ها و آربوسکول‌ها (شکل 1) نشان از کلونیزاسیون ریشه است (Biermann & Linderman, 1981).
تجزیه و تحلیل داده‌ها
تجزیه آماری داده‌های آزمایش با نرمافزار SAS انجام شد و مقایسه میانگین‌ها برای اثرهای اصلی که معنیدار شدند، با آزمون LSD در سطح احتمال 5 درصد مقایسه شد. نمودارها نیز با کمک نرمافزار Excel رسم شدند.
نتایج
نتایج تجزیه واریانس نشان از معنیدار بودن تأثیر سه‌گانه کودهای زیستی، متیل جاسمونات و تنش خشکی بر ارتفاع بوته در سطح احتمال خطای پنج درصد دارد (جدول 2). نتایج حاصل از مقایسه میانگین سطوح کودهای زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی نشان از روند صعودی و نزولی ارتفاع بوته دارد به‌طوری که در سطح 40 درصد تخلیه رطوبتی ارتفاع بوته نسبت به تیمار شاهد (20 درصد تخلیه رطوبتی) کاهش یافت و سپس در سطح 60 درصد تخلیه رطوبتی ارتفاع بوته استویا نسبت به سطح 40 درصد تخلیه رطوبتی افزایش یافت. در سطح تنش خشکی 20 درصد تخلیه رطوبتی بیشترین ارتفاع بوته با میانگین 0/29 سانتیمتر از تیمار شاهد و عدم کاربرد متیل جاسمونات و کم‌ترین آن نیز با میانگین 8/20 سانتی متر از تیمار کاربرد مایکوریزا و عدم کاربرد متیل جاسمونات به‌دست آمد (شکل 1).
بر اساس شکل 1 مشاهده شد در تنش خشکی 40 درصد تخلیه رطوبتی بیشترین ارتفاع بوته (8/26 سانتیمتر) از تیمار کاربرد مایکوریزا به‌همراه متیل جاسمونات و کم‌ترین آن (6/16 سانتیمتر) از تیمار باکتری به‌همراه با کاربرد متیل جاسمونات حاصل شد که با تیمار شاهد اختلاف معنیداری نشان داد. در سطوح 20 و 40 درصد تخلیه رطوبتی اعمال متیل جاسمونات به‌همراه باکتری موجب کاهش ارتفاع بوته شد، امّا اعمال متیل جاسمونات با قارچ مایکوریزا ارتفاع بوته را افزایش داد. در سطح 60 درصد تخلیه رطوبتی نیز بین تیمارهای مورد استفاده تفاوت معنیداری مشاهده نشد (شکل 1).
شکل 1- مقایسه میانگین برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی برای ارتفاع بوته در استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj(متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات و تنش خشکی حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S.Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 1- Mean comparison of the interaction of biofertilizer and methyl jasmonate at each drought stress level for plant height in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate and drought stress, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
جدول 2- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) اثر تنش خشکی، کودهای زیستی و متیل جاسمونات بر برخی صفات مورد بررسی در استویا
Table 2- Analysis of variance (mean square) of the effect of drought stress, biofertilizers and methyl jasmonate on some investigated traits in Stevia
|
Root colonization |
Catalase activity |
Leaf soluble sugars content |
Leaf potassium content |
Leaf phosphorus content |
Leaf nitrogen content |
Shoot dry weight |
Root dry weight |
Number of lateral branches per plant |
Number of leaf per plant |
Plant height |
d.f. |
Sources of variation |
|
55.1 |
16.3 |
3.08 |
1.1 |
1.1 |
0.0009 |
0.02 |
0.02 |
0.2 |
57.5 |
1.2 |
2 |
Replication (R) |
|
** 1025 |
**2928 |
**17.7 |
** 16.8 |
** 16.8 |
** 8.3 |
**1.3 |
**1.3 |
**0.8 |
ns 71/6 |
**76.2 |
2 |
Drought stress (D) |
|
**13595 |
**632 |
**43.2 |
**29.2 |
**29.2 |
**19.6 |
*0.1 |
ns 0.3 |
**0.7 |
*299 |
ns 6.7 |
2 |
Biofertilizer (F-B) |
|
ns 26.7 |
**117 |
**120 |
** 9.7 |
** 9.5 |
** 2.3 |
ns 0.01 |
*0.9 |
ns 0.06 |
ns 9.3 |
*25.1 |
1 |
Methyl jasmonate (Mj) |
|
** 790 |
ns 78.5 |
ns 3.28 |
** 0.89 |
ns 0.8 |
** 0.9 |
*0.06 |
**0.7 |
ns 0.06 |
*181 |
**36.1 |
4 |
(D) × (F-B) |
|
ns 340 |
*19.4 |
*8.82 |
0.2ns |
ns 0.2 |
ns 0.007 |
**0.6 |
**1.2 |
**1.04 |
ns 192 |
ns 1.4 |
2 |
(D) × (Mj) |
|
**1140 |
ns 2.72 |
ns 3.39 |
*0.7 |
*0.7 |
**0.4 |
ns 0.03 |
**1.9 |
**0.7 |
ns 93.5 |
*28 |
2 |
(F-B)× (Mj) |
|
**417 |
**7.75 |
**16.3 |
0.04ns |
0.04ns |
*0.1 |
**0.4 |
**2.0 |
**0.7 |
**422 |
*21.4 |
4 |
(D) ×(F-B)× (Mj) |
|
67.2 |
2.45 |
2.43 |
0.7 |
0.1 |
0.03 |
0.01 |
0.1 |
0.1 |
82.5 |
5.4 |
34 |
Error |
|
13.3 |
8.17 |
11.2 |
4.2 |
4.2 |
0.9 |
9.3 |
16.3 |
27.2 |
21.0 |
9.5 |
C.V (%) |
|
|
ns، * و ** به ترتیب عدم وجود اختلاف معنیدار، معنیدار در سطح احتمال خطای پنج درصد و یک درصد را نشان میدهد. ns, * and ** indicate no significant difference, significant at 0.05 and 0.01 percent of probability levels, respectively. |
||||||||||||
تعداد برگ در بوته
برهم‌کنش سه گانه کودهای زیستی، متیل جاسمونات و سطح تنش خشکی در سطح احتمال خطای یک درصد بر تعداد برگ در بوته معنیدار شد (جدول 2). نتایج حاصل از مقایسه میانگین نشان دادند با افزایش سطوح تنش وارد شده به گیاه استویا از تعداد برگ در بوته کاسته شد و به‌طور کلی کاربرد کودهای زیستی در هر دو شرایط کاربرد و عدم کاربرد متیل جاسمونات تعداد برگ در بوته را افزایش داد. در سطوح 20، 40 و 60 درصد تخلیه رطوبتی کاربرد متیل جاسمونات همراه با مایکوریزا به‌ترتیب تعداد برگ را 5/38، 5/44 و 8/88 درصد نسبت به تیمار شاهد (عدم کاربرد متیل جاسمونات و کودهای زیستی) افزایش داد (شکل 2).
نتایج تجزیه واریانس نشان داد برهم‌کنش سه‌گانه کودهای زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی بر تعداد شاخه‌های جانبی در سطح احتمال خطای یک درصد معنیدار شد (جدول 2). با افزایش سطوح تنش خشکی از تعداد شاخه‌های جانبی کاسته شد.
شکل 2- مقایسه میانگین برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی برای تعداد برگ در گیاه استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj(متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات و تنش خشکی حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S.Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 2- Mean comparison of the interaction of biofertilizer and methyl jasmonate at each drought stress level for number of leaves per plant in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate and drought stress, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
.jpg)
شکل 3- مقایسه میانگین برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی برای تعداد شاخه جانبی در گیاه استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj(متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات و تنش خشکی حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S. Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 3- Mean comparison of the interaction of biofertilizer and methyl jasmonate at each drought stress level for number of lateral branches in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate and drought stress, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
شکل 4- مقایسه میانگین برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی برای وزن خشک ریشه در گیاه استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj(متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات و تنش خشکی حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S. Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 4- Mean comparison of the interaction of biofertilizer and methyl jasmonate at each drought stress level for root dry weight in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate and drought stress, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
در سطح 20 درصد تخلیه رطوبتی بیشترین تعداد شاخه‌های جانبی در تیمار کاربرد باکتری همراه با کاربرد متیل جاسمونات با میانگین 1/2 عدد حاصل شد و کم‌ترین آن با میانگین 3/1 عدد در تیمار کاربرد مایکوریزا و همراه با عدم کاربرد متیل جاسمونات بود که بین آن‌ها اختلاف 8/35 درصدی وجود داشت. در سطح 40 درصد تخلیه رطوبتی تیمارهای مورد بررسی اختلاف معنیداری با یکدیگر نشان ندادند. در سطح 60 درصد تخلیه رطوبتی بیشترین تعداد شاخه‌های جانبی (5/1 عدد) از تیمار کاربرد باکتری به‌همراه متیل جاسمونات و کم‌ترین آن (3/0 عدد) از تیمار عدم کاربرد کودهای زیستی و به‌همراه عدم کاربرد متیل جاسمونات حاصل شد (شکل 3).
جدول تجزیه واریانس بیانگر معنیداری برهم‌کنش سه‌گانه کودهای زیستی، متیل جاسمونات و تنش خشکی در سطح احتمال خطای یک درصد بر وزن خشک ریشه در بوته استویا است (جدول 2). به طور کلی در سطح 40 و 60 درصد تخلیه رطوبتی وزن خشک خشک ریشه نسبت به سطح 20 درصد تخلیه رطوبتی کاهش یافت. نتایج مقایسه میانگین کودهای زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی نشان دادند در سطح 20 درصد تخلیه رطوبتی تیمارهای مورد بررسی از نظر آماری در یک گروه قرار گرفتند (شکل 4).
در سطح تنش 40 درصد تخلیه رطوبتی همه تیمارها نسبت به شاهد وزن حشک ریشه را افزایش دادند. اما تیمار کاربرد مایکوریزا و متیل جاسمونات دارای بیشترین وزن خشک ریشه در بوته با میانگین 8/3 گرم بر بوته و تیمار عدم کاربرد کودهای زیستی همراه با عدم کاربرد متیل جاسمونات کم‌ترین وزن خشک ریشه در بوته با میانگین 9/1 گرم بر بوته بود (شکل 4). در سطح 60 درصد تخلیه رطوبتی نیز همه تیمارها نسبت به شاهد وزن حشک ریشه را افزایش دادند. بیشترین وزن خشک ریشه در بوته (0/3 گرم بر بوته) از تیمار مایکوریزا همراه با کاربرد متیل جاسمونات و کم‌ترین آن (8/1 گرم بر بوته) از تیمار عدم کاربرد کودهای زیستی به‌همراه عدم کاربرد متیل جاسمونات حاصل شد.
نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد تأثیر سه‌گانه کودهای زیستی، متیل جاسمونات و تنش خشکی بر وزن خشک اندام هوایی در بوته در سطح احتمال یک درصد معنیدار شد (جدول 2). بطور کلی وزن خشک اندام هوایی با تنش 40 و60 درصد تخلیه، نسبت به سطح 20 درصد تخلیه، کاهش یافت. نتایج حاصل از مقایسه میانگین‌ها حاکی از آن است که در سطح تنش 20 درصد تخلیه رطوبتی کاربرد کودهای زیستی در هر دو شرایط کاربرد و عدم کاربرد متیل جاسمونات وزن خشک اندام هوایی در بوته را نسبت به تیمار شاهد افزایش دادند و کاربرد متیل جاسمونات نیز اثر مثبتی بر افزایش وزن خشک بوته در هر سه سطح کود زیستی داشت. بیشترین وزن خشک اندام هوایی در بوته در تیمار عدم کاربرد مایکوریزا همراه با کاربرد عدم متیل جاسمونات با میانگین 5/1 گرم بر بوته و کم‌ترین آن با میانگین 1/1 گرم بر بوته در تیمار عدم کاربرد کودهای زیستی همراه با عدم کاربرد متیل جاسمونات بود (شکل 5). در سطح 40 درصد تخلیه رطوبتی بیشترین وزن خشک اندام هوایی در بوته (4/1 گرم بر بوته) از تیمار کاربرد مایکوریزا به‌همراه کاربرد متیل جاسمونات و کم‌ترین آن (9/0 گرم بر بوته) از تیمار عدم کاربرد کودهای زیستی به‌همراه کاربرد متیل جاسمونات حاصل شد (شکل 5). نتایج مقایسه میانگین حاکی از آن بود که در سطح 60 درصد تخلیه رطوبتی تیمار کاربرد عدم کاربرد کودهای زیستی به‌همراه کاربرد متیل جاسمونات دارای بیشترین وزن خشک اندام هوایی در بوته (1/1 گرم بر بوته) و تیمار کاربرد باکتری و کاربرد متیل جاسمونات دارای کم‌ترین وزن خشک اندام هوایی در بوته (7/0 گرم بر بوته) بود (شکل 5).
شکل 5- مقایسه میانگین برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی برای وزن خشک اندام هوایی در گیاه استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj(متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات و تنش خشکی حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S. Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 5- Mean comparison of the interaction of biofertilizer and methyl jasmonate at each drought stress level for shoot dry weight in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate and drought stress, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
نتایج تجزیه واریانس (جدول 2) نشان از معنیداری برهم‌کنش سه‌گانه تنش خشکی، کودهای زیستی و متیل جاسمونات بر نیتروژن برگ در سطح احتمال خطای پنج درصد دارد. نتایج مقایسه میانگین تأثیر کودهای زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی نشان داد با افزایش تنش وارد شده به گیاه استویا از محتوای نیتروژن برگ کاسته شد و در هر سه سطح تنش خشکی کاربرد کودهای زیستی سبب افزایش محتوای نیتروژن برگ نسبت به تیمار شاهد شد. در شرایط کاربرد متیل جاسمونات تیمارهای عدم کاربرد کود زیستی، کاربرد باکتری و مایکوریزا نسبت به شرایط عدم متیل جاسمونات از محتوای نیتروژن بیشتری برخوردار بودند. در هر سه سطح تنشی بیشترین محتوای نیتروژن برگ به‌ترتیب با میانگین‌های 6/14، 8/12 و 3/12 میلی‌گرم بر گرم از تیمار کاربرد همزمان مایکوریزا و متیل جاسمونات و کم‌ترین آن به‌ترتیب با میانگین‌های 3/11، 6/10 و 1/10 میلی‌گرم بر گرم از تیمار عدم کاربرد کود زیستی و متیل جاسمونات به‌دست آمد. همچنین تیمار مایکوریزا در هر دو شرایط کاربرد و عدم کاربرد متیل جاسمونات در یک گروه آماری قرار گرفتند (شکل 6).
شکل 6- مقایسه میانگین برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی برای محتوای نیتروژن برگ در گیاه استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj(متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات و تنش خشکی حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S. Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 6- Mean comparison of the interaction of biofertilizer and methyl jasmonate at each drought stress level for leaf nitrogen content in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate and drought stress, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
نتایج تجزیه واریانس بیانگر معنیداری برهم‌کنش کودهای زیستی و متیل جاسمونات در سطح احتمال خطای پنج درصد و تأثیر اصلی تنش خشکی در سطح احتمال خطای یک درصد بر محتوای فسفر برگ بود (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین سطوح کودهای زیستی در هر سطح متیل جاسمونات حاکی از آن است که به‌طور کلی هر سه سطح کودهای زیستی در شرایط کاربرد متیل جاسمونات از محتوای فسفر برگ بیشتری برخوردار بود. به‌طوری که در شرایط کاربرد و عدم کاربرد متیل جاسمونات تیمار مایکوریزا به‌ترتیب سبب افزایش 2/13 و 3/34 درصدی محتوای فسفر برگ نسبت به تیمار عدم کاربرد کود زیستی شد (شکل 7). نتایج مقایسه میانگین اثر اصلی تنش خشکی نیز بیانگر آن بود که محتوای فسفر برگ با افزایش سطوح تنش خشکی روند کاهشی داشت. بیشترین محتوای فسفر برگ (6/12 میلی گرم بر گرم) از تیمار تنشی 20 درصد تخلیه رطوبتی و کم‌ترین آن (7/8 میلی‌گرم بر گرم) از تیمار تنشی 60 درصد تخلیه رطوبتی حاصل شد که با یکدیگر اختلاف 5/45 درصدی نشان دادند (شکل 7).
شکل 7- مقایسه میانگین کود زیستی در هر سطح تنش متیل جاسمونات برای محتوای فسفر برگ در گیاه استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj(متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S. Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 7- Mean comparison of the biofertilizer at each methyl jasmonate levels for leaf phosphorus content in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات و نیز برهم‌کنش تنش خشکی و متیل جاسمونات به ترتیب در سطح احتمال خطای پنج و یک درصد بر محتوای پتاسیم برگ معنی دار شد (جدول 2). نتایج نشان داد به‌طور کلی کاربرد متیل جاسمونات منجر به افزایش محتوای پتاسیم برگ شد. در هر دو سطح عدم کاربرد و کاربرد متیل جاسمونات کاربرد مایکوریزا از بیشترین محتوای پتاسیم برگ (به‌ترتیب 4/9 و 3/10 میلی‌گرم بر گرم) برخوردار بود. در شرایط عدم کاربرد متیل جاسمونات کاربرد مایکوریزا سبب افزایش 2/9 و 0/27 درصدی محتوای پتاسیم برگ به‌ترتیب نسبت به تیمار کاربرد باکتری و عدم کاربرد کود زیستی شد. در شرایط کاربرد متیل جاسمونات نیز مایکوریزا سبب افزایش 9/12 و 6/21 درصدی محتوای پتاسیم برگ به‌ترتیب نسبت به تیمار کاربرد باکتری و عدم کاربرد کود زیستی شد (شکل 8).
شکل 8- مقایسه میانگین کود زیستی در هر سطح متیل جاسمونات برای محتوای پتاسیم برگ در گیاه استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj(متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S .Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 8- Mean comparison of the biofertilizer at each methyl jasmonate levels for leaf potassium content in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
شکل 9- مقایسه میانگین کود زیستی در هر سطح تنش خشکی برای محتوای پتاسیم برگ در گیاه استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا). در هر سطح متیل جاسمونات حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S. Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 9- Mean comparison of the biofertilizer at each drought stress levels for leaf potassium content in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza). At each level of methyl jasmonate, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
مقایسه میانگین سطوح کودهای زیستی در هر سطح از تنش خشکی حاکی از آن است که بطور کلی با افزایش سطوح تنش خشکی محتوای پتاسیم برگ افزایش یافت. بیشترین محتوای پتاسیم برگ در سطوح تنشی 20، 40 و 60 درصد از تخیله رطوبتی به ترتیب با میانگین‌های2/9، 0/10 و 4/10 میلی گرم بر گرم در شرایط کاربرد مایکوریزا و کم ترین آن به‌ترتیب با میانگین‌های 0/6، 9/7 و 6/8 میلی‌گرم بر گرم از تیمار شاهد (عدم کاربرد کودهای زیستی) به‌دست آمد که به‌ترتیب اختلاف 4/53، 1/27 و 5/21 درصدی نشان دادند. تیمار کاربرد باکتری نیز در هر سه سطح تنشی پس از تیمار مایکوریزا قرار گرفت و اختلاف معنیداری با سایر تیمارهای کودی نشان داد (شکل 9).
محتوای قندهای محلول برگ
نتایج تجزیه واریانس نشان داد برهم‌کنش سه‌گانه تنش خشکی، کودهای زیستی و متیل جاسمونات بر محتوای قندهای محلول برگ در سطح احتمال خطای یک درصد معنیدار شد (جدول 2). همچنین نتایج نشان دادند با افزایش سطوح تنش خشکی به محتوای قندهای محلول برگ افزوده شد و کاربرد متیل جاسمونات و نیز کودهای زیستی نسبت به عدم کاربرد متیل جاسمونات و عدم کاربرد کودهای زیستی محتوای قندهای محلول برگ را افزایش داد. به‌طوری که در سطح تنش 20 درصد تخلیه رطوبتی بیشترین محتوای قندهای محلول برگ در تیمار کاربرد مایکوریزا همراه با کاربرد متیل جاسمونات با میانگین 8/15 میلی‌گرم بر گرم وزن تر برگ حاصل شد که سبب افزایش 3/64 درصدی محتوای قندهای محلول برگ نسبت به تیمار شاهد (عدم کاربرد متیل جاسمونات و کودهای زیستی) شد. در این سطح از تنش اختلاف معنیداری بین تیمارهای کاربرد باکتری در هر دو شرایط کاربرد و عدم کاربرد متیل جاسمونات و همچنین عدم کاربرد کودهای زیستی در شرایط کاربرد و عدم کاربرد متیل جاسمونات مشاهده نشد (شکل 10).
در سطح تنش خشکی 40 درصد تخلیه رطوبتی بیشترین محتوای قندهای محلول برگ (2/16 میلی‌گرم بر گرم وزن تر برگ) از تیمار کاربرد مایکوریزا به‌همراه متیل جاسمونات و کم‌ترین آن (8/11 میلی‌گرم بر گرم وزن تر برگ) از تیمار عدم کاربرد کودهای زیستی به‌همراه عدم کاربرد متیل جاسمونات حاصل شد. درسطح تنش 40 درصد تخلیه رطوبتی تمامی تیمارها نسبت به شاهد (عدم کاربرد کودهای زیستی و متیل جاسمونات) افزایش یافتند. نتایج مقایسه میانگین حاکی از آن بود که در سطح تنش خشکی 60 درصد تخلیه رطوبتی تیمار مایکوریزا به‌همراه کاربرد متیل جاسمونات دارای بیشترین محتوای قندهای محلول برگ (8/18 میلی‌گرم بر گرم وزن تر برگ) و تیمار عدم کاربرد کودهای زیستی و عدم کاربرد متیل جاسمونات دارای کم‌ترین محتوای قندهای محلول برگ (4/13 میلی‌گرم بر گرم وزن تر برگ) بود که با تیمار عدم کاربرد کودهای زیستی+ کاربرد متیل جاسمونات در یک گروه آماری قرار گرفتند و مابقی تیمارها نسبت به شاهد افزایش معنیداری داشتند (شکل 10).
نتایج تجزیه واریانس نشان دادند برهم‌کنش سه‌گانه تنش خشکی، کودهای زیستی و متیل جاسمونات در سطح احتمال یک درصد بر فعالیت آنزیم کاتالاز معنیدار شد (جدول 2). نتایج حاصل از مقایسه میانگین‌ها حاکی از آن است که فعالیت آنزیم کاتالاز همراه با افزایش سطوح تنش خشکی افزایش یافت و کاربرد کودهای زیستی و متیل جاسمونات نیز این روند افزایشی را تسریع کرد. در سطوح تنشی 20، 40 و 60 درصد تخلیه رطوبتی بیشترین فعالیت آنزیم کاتالاز به‌ترتیب با میانگین‌های 9/7، 8/27 و 5/41 میکرومول بر میلی‌گرم پروتئین در دقیقه از تیمار کاربرد مایکوریزا به‌همراه متیل جاسمونات و کم‌ترین آن نیز به‌ترتیب با میانگین‌های 0/3، 3/11 و 3/19 از تیمار شاهد+ عدم کاربرد متیل جاسمونات حاصل شد (شکل 11).
شکل 10- مقایسه میانگین برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی برای محتوای قندهای محلول برگ در استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj (متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات و تنش خشکی حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S.Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 10- Mean comparison of the interaction of biofertilizer and methyl jasmonate at each drought stress level for leaf soluble sugars in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate and drought stress, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
شکل11- مقایسه میانگین برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی برای فعالیت آنزیم کاتالاز در استویا. Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj (متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات و تنش خشکی حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S. Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 11- Mean comparison of the interaction of biofertilizer and methyl jasmonate at each drought stress level for catalase enzyme activity in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate and drought stress, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
درصد کلونیزاسیون ریشه
نتایج تجزیه واریانس (جدول 2) نشان داد برهم‌کنش سه‌گانه تنش خشکی، کودهای زیستی و متیل جاسمونات بر درصد کلونیزاسیون ریشه در سطح احتمال خطای یک درصد معنیدار شد. به‌طور کلی نتایج نشان داد تنش خشکی سبب افزایش درصد کلونیزاسیون ریشه استویا شد. در سطح تنش خشکی 20 درصد تخلیه رطوبتی درصد کلونیزاسیون ریشه در سایر تیمارها نسبت به شاهد (عدم کاربرد کود زیستی و عدم کاربرد متیل جاسمونات) افزایش یافت. به‌طوری که بیشترین درصد کلونیزاسیون ریشه با میانگین (33/98) درصد از تیمار کاربرد همزمان متیل جاسمونات و مایکوریزا و کم‌ترین آن نیز با میانگین (33/23) درصد از تیمار عدم کاربرد کود زیستی و متیل جاسمونات به‌دست آمد. همچنین مشاهده شد در شرایط کاربرد متیل جاسمونات بین تیمارهای عدم کاربرد کودهای زیستی و کاربرد باکتری اختلاف معنیداری وجود نداشت (شکل 13).
در سطح تنش خشکی 40 درصد تخلیه رطوبتی با کاربرد متیل جاسمونات تیمارهای عدم کاربرد کود زیستی و کاربرد باکتری نسبت به تیمار شاهد از درصد کلونیزاسیون کمتری برخوردار بودند. هرچند در شرایط عدم کاربرد متیل جاسمونات تفاوت معنیداری بین تیمار شاهد و باکتری وجود نداشت.
شکل 12- اندام‌های برون و درون ریشه‌ای قارچ‌های مایکوریزا آربوسکولار مشاهده شده در گیاه استویا
Figure 12- Extra- and intra-root organs of arbuscular mycorrhizal fungi observed in Stevia plant root.
شکل 13- مقایسه میانگین برهم‌کنش کود زیستی و متیل جاسمونات در هر سطح تنش خشکی برای درصد کلونیزاسیون ریشه در استویا. . Non (عدم کاربرد کود زیستی)، B (باکتری)، F (مایکوریزا)، Mj(متیل جاسمونات)، _Mj (عدم کاربرد متیل جاسمونات). در هر سطح متیل جاسمونات و تنش خشکی حداقل یک حرف مشترک نشاندهنده عدم تفاوت آماری بین میانگین‌ها در سطح احتمال پنج درصد بر اساس رویه L.S. Means است. بارها نشاندهنده خطای استاندارد هستند.
Figure 13- Mean comparison of the interaction of biofertilizer and methyl jasmonate at each drought stress level for root colonization percentage in Stevia. Non (non-use of biological fertilizer), B (bacteria), F (mycorrhiza), Mj (methyl jasmonate), _Mj (non-use of methyl jasmonate). At each level of methyl jasmonate and drought stress, at least one common letter indicates no statistical difference between the means at the five percent probability level based on the L.S. Means procedure. Bars indicate standard error.
در این سطح تنش، بیشترین درصد کلونیزاسیون (3/98 درصد) از تیمار کاربرد مایکوریزا به‌همراه متیل جاسمونات و کم‌ترین آن نیز (3/12 درصد) از تیمار کاربرد باکتری به‌همراه کاربرد متیل جاسمونات حاصل شد. در سطح تنش خشکی 60 درصد تخلیه رطوبتی سایر تیمارها به استثنای تیمار کاربرد متیل جاسمونات+ کاربرد باکتری نسبت به تیمار شاهد از درصد کلونیزاسیون بیشتری برخوردار بودند. همچنین تیمارهای شاهد و عدم کاربرد متیل جاسمونات+ باکتری در یک گروه آماری قرار گرفتند. تیمار کاربرد مایکوریزا به‌همراه عدم کاربرد متیل جاسمونات دارای بیشترین درصد کلونیزاسیون ریشه (6/96 درصد) بود که اختلاف معنیداری با تیمار کاربرد مایکوریزا به‌همراه کاربرد متیل جاسمونات نشان نداد و تیمار کاربرد باکتری و متیل جاسمونات دارای کم‌ترین درصد کلونیزاسیون ریشه (3/48 درصد) بود (شکل 12). با وجود استریل شدن خاک گلدان مشاهده حدود 20 درصد کلونیزاسیون در تیمار شاهد می‌تواند به علت آلودگی احتمالی بستر نشاهای خریداری شده در محل تولید باشد.
بحث
کلونیزاسیون ریشه تحت تأثیر عوامل مختلف محیطی قرار می‌گیرد. گیاه زمانی که تحت شرایط تنش خشکی قرار دارد، سهم کربنی را که در اختیار قارچ می‌گذارد، افزایش میدهد و این شرایط در بیشتر مواقع سبب افزایش کلونیزاسیون ریشه میشود. در این پژوهش کاهش معنیدار درصد کلونیزاسیون در برخی از تیمارها با افزایش سطوح تنشی احتمالاً به علت کاهش در تندش و رشد هیف است. مرحله مهم‌‌تر پس از تندش اسپور رشد هیف حاصل از تندش است که نقش اساسی در کلونیزاسیون ریشه ایفا می‌کند. به ظاهر رشد هیف بیشتر از تندش اسپور تحت تأثیر تنش خشکی قرار می‌گیرد (Khandan-Mirkohi et al., 2016). در آزمایشی Gupta و همکاران (2002) گزارش کردند که در اثر تلقیح با قارچ مایکوریزا، کلونیزاسیون ریشه نعناع (Mentha) بهبود یافته و در نتیجه ویژگیهای رشدی گیاه، عملکرد مادهی خشک و محتوای اسانس نیز افزایش یافت و همچنین گیاهان مایکوریزی درصد کلونیزاسیون بیشتری نسبت به گیاهان غیرمایکوریزی ایجاد کردند.
باکتری‌های محرک رشد با سازوکارهایی شامل تولید تنظیم‌کننده‌های رشد، ممکن است سبب افزایش جوانه‌زنی اسپور قارچ، رشد میسیلیوم، انشعابات و درصد کلونیزاسیون ریشه شوند (Al-Arjani et al., 2020). افزایش پذیرش مایکوریزا توسط سلول‌های ریشههای کلونیزه شده با باکتری، افزایش طول لوله تندش اسپورهای جوانه‌زده، جهت‌دهی به حرکت لوله تندش به سمت ریشههای کلونیزه شده با باکتری بر اساس مواد مترشحه از ریشه انجام می‌پذیرد و کاربرد همزمان قارچ مایکوریزا آربوسکولار و باکتری‌های محرک رشد گیاه، یکی از راهبرد‌های مؤثر بر افزایش تأثیر هر دو عامل است (Attarzadeh et al., 2019). Ghorchiani و همکاران (2013) گزارش کردند گیاه ذرت (Zea mays) در تیمار تنش خشکی و استفاده از ریزموجودات حل‌کننده فسفات از جمله قارچ مایکوریزا و باکتری ریزوسفری محرک رشد توانست درصد کلونیزاسیون ریشه را نسبت به تیمار آبیاری شاهد و عدم استفاده از ریز موجودات حل‌کننده فسفات به طور معنیداری افزایش دهد. در پژوهش حاضر، ابتدا با افزایش سطوح تنش خشکی از 20 به 40 درصد تخلیه رطوبتی درصد کلونیزاسیون ریشه افزایش و سپس با افزایش تنش خشکی از 40 به 60 درصد تخلیه رطوبتی میزان آن ثابت ماند که احتمالاً علت آن افزایش سهم کربنی گیاه برای قارچ در سطح تنش 40 و 60 درصد تخلیه رطوبتی است. همچنین با کاربرد مایکوریزا و باکتری حل‌کننده فسفر افزایش کلونیزاسیون ریشه را می‌توان به ایجاد تغییرات ریخت شناسی در ریشه گیاهان نسبت داد که منجر به افزایش سطح ریشه میشود. بنابراین ریشه‌ها ساختاری را برای حمایت گیاهان و افزایش کارایی جذب آب و عناصر غذایی معدنی برای گیاه میزبان و دامنه وسیعی از ریزموجودات خاک فراهم می‌کنند (Aliabadi Farahani & Valadabadi, 2010).
پژوهشگران نتایج متفاوتی از تأثیر کاربرد متیل جاسمونات بر کلونیزاسیون گزارش کرده‌اند. این نتایج گزارش شده تا حدود زیادی بستگی به زمان، فراوانی کاربرد، غلظت فیتوهورمون، گونه گیاهی و گونه قارچی دارد و همچنین تنوع در روشهای به‌کار رفته می‌تواند علت نتایج متفاوت به‌دست آمده باشد. نتایج پژوهش Tejeda‐Sartorius و همکاران (2008) بیانگر آن است که یکی از سازوکارهای احتمالی جاسمونات‌ها برای تنظیم رابطه همزیستی، تنظیم تخصیص کربن در بخش‌های مختلف گیاه است و افزایش کلونیزاسیون قابل‌توجه در گیاهان مایکوریزی در اثر کاربرد متیل جاسمونات را علت نقش این هورمون به‌عنوان یک تنظیم‌کننده مثبت همزیستی دانسته‌اند.
به نظر می‌رسد تنش خشکی با کاهش معدنی‌شدن نیتروژن خاک منجر به کاهش فراهمی نیتروژن برای گیاه میشود. تنش خشکی با کاهش تعرق، سامانه انتقال فعال، نفوذپذیری غشاء و قدرت جذبکنندگی ریشه گیاه، سرعت انتشار مواد غذایی از محیط خاک به سطح جذب‌کننده ریشه را کاهش میدهد. دوره‌های خشکی می‌تواند مستقیماً بر جذب نیتروژن تأثیر بگذارد و کارایی مصرف نیتروژن ممکن است به علت تنش آبی در مراحل اولیه رشد تحت تأثیر قرار گیرد و این کاهش جذب نیتروژن می‌تواند نتیجه کاهش انتقال نیتروژن از ریشه به اندام هوایی و نرخ تعرق پائین باشد ((Sanchez-Rodriguez et al., 2011. Attarzadeh و همکاران (2019) گزارش دادند که در شرایط تنش خشکی مقدار جذب نیتروژن در سر خارگل (Echinacea angustifolia) حتی با وجود نیتروژن کافی در خاک کاهش یافت که این نتیجه در آزمایش حاضر نیز مشاهده شد.
گزارش شده است که تنش خشکی با کاهش رشد ریشه و انتقال عناصر غذایی به ریشه سبب کاهش جذب عنصر فسفر میشود (Ortiz et al., 2015). علت این امر می‌تواند کاهش جذب عناصر و کاهش انتقال عناصر از ریشه به اندام هوایی در شرایط خشکی باشد. همچنین به این علت که فسفر به ذرات رس در خاک چسبیده است سرعت انتشار کمتری از خاک به سطح ریشه دارد. در گزارش دیگری نیز آمده است که افزایش تنش خشکی منجر به کاهش مقدار فسفر در گیاه میشود (Auge et al., 2015).
در آزمایشی بر گیاه دارویی سرخارگل مشخص شد که افزایش تنش افزایش غلظت پتاسیم برگ را به دنبال دارد که علت آن می‌تواند نقش مهم پتاسیم در تنظیم اسمزی، تنظیم باز و بسته شدن روزنه‌ها و پایداری غشاء تحت تنش خشکی باشد (Jalil Sheshbahreh et al., 2018).
کودهای زیستی غالباً حاوی غلظت‌های مختلف از باکتری‌های ازتوباکتر، آزوسپیریلوم و باکتری‌های محرک رشد هستند که سبب جذب نیتروژن خاک توسط گیاه میشود و با بهبود مواد آلی و فعالیت زیستی خاک و عرضه عناصر غذایی، موجب بهبود جوانه‌زنی و رشد گیاه زراعی میشود (Gomaa, 2013). افزودن کود مایکوریزا مقدار نیتروژن برگ را به طور معنیداری افزایش میدهد. افزایش نیتروژن در گیاهان تلقیح شده با مایکوریزا ممکن است به علت جذب بهتر فسفر در این گیاهان باشد. بنابراین افزایش دسترسی به فسفر می‌تواند سبب افزایش جذب سایر عناصر از جمله نیتروژن شود (Attarzadeh et al., 2019). همچنین پژوهشگران گزارش کردند قارچ مایکوریزا با تأثیر بر فعالیتهای آنزیم‌های کلیدی موثر در احیاء نیترات مانند نیترات ردوکتاز، گلوتامین سنتتاز و گلوتامات سنتتاز سبب افزایش جذب نیتروژن در ریشه میشود (Makarov, 2019).
به‌نظر می‌رسد متیل جاسمونات با تأثیری که بر فرآیندهای فیزیولوژیکی دارد به‌طور غیرمستقیم جذب نیتروژن و انتقال آن به اندام هوایی را تحت تأثیر قرار میدهد. Abdelgawad و همکاران (2014) بیان کردند پیش تیمار گیاه ذرت با متیل جاسمونات منجر به افزایش نیتروژن در شرایط بدون تنش و یا در سطوح متفاوت تنش کم‌آبی شد که نتایج پژوهش حاضر با نتایج این پژوهشگران مطابقت دارد. نتایج به‌دست آمده از بررسی Asensio و همکاران (2012) نشاندهنده ظرفیت بیشتر گیاهان یونجه (Medicago sativa) تلقیح شد نسبت به گیاهان یونجه تلقیح نشده برای جذب و انتقال نیتروژن با استفاده از تیمار متیل‌جاسمونات تحت تنش کم‌آبی است.
یکی از راهکارهای مهم برای افزایش فراهمی فسفر خاک یا افزایش جذب آن توسط ریشه گیاه، ایجاد زندگی همزیستی با قارچ مایکوریزا در گیاهان زراعی است. همزیستی مایکوریزا در ریزوسفر گیاهان زراعی با تشکیل ریسه قارچ سبب افزایش سطح تماس و قدرت جذب ریشه گیاه و در نتیجه بهبود جذب عناصر غذایی به‌ویژه فسفر میشود و به‌دنبال آن رشد گیاه در شرایط تنش خشکی افزایش می‌یابد (Wang et al., 2019). در پژوهشی Abbaszadeh & Zakerian (2016) بر گیاه بادرنجبویه مشخص نمودند با کاربرد قارچ مایکوریزا آربوسکولار (Glomus mosseae و Glomus intraradices) نسبت به عدم کاربرد، میزان فسفر در گیاه 53 درصد افزایش یافت.
باکتری‌های حل‌کننده فسفات می‌توانند قابلیت دسترسی به عناصر غذایی را برای گیاهان افزایش دهند (Kostic et al., 2017). افزایش میزان جذب عناصر غذایی توسط بوته‌ها در اثر کاربرد باکتری‌های حل‌کننده اثبات شده است. آزمایشها نشان دادند تولید مواد تنظیم‌کننده رشد گیاه مهم‌ترین سازوکار تأثیرگذار باکتری حل‌کننده فسفر بر رشد و ریخت شناسی ریشه محسوب میشود که به صورت افزایش سطح ریشه گیاه میزبان بروز می‌کند و در نتیجه افزایش جذب عناصر غذایی به‌ویژه فسفر و آب از خاک و رشد بیشتر گیاه ناشی از آن می‌باشد که این امر به علت افزایش درصد کلونیزاسیون ریشه است. در پژوهش دیگری مشخص شد استفاده از باکتری‌های حل‌کننده فسفات مقدار فسفر قابل دسترس خاک و نیز مقدار جذب فسفر در برگ را افزایش داد. در این پژوهش که بر چهار جنس مختلف باکتری‌های حل‌کننده فسفات انجام شده بود جنس سودوموناس بالاترین مقدار فسفر خاک و جذب این عنصر در آلوئه‌ورا (Aloe vera) را سبب شد (Gupta et al., 2002). Asensio و همکاران (2012) برهم‌کنش تنش خشکی و متیل جاسمونات با همزیستی مایکوریزا را در گیاه گوجه‌فرنگی (Solanum lycopersicum) بررسی و مشاهده کردند تولید ایزوپرونوئیدهای ضروری یکی از متابولیت‌های گیاهی که در پاسخ دفاعی گیاه به تنش نقش دارد و محتوای فسفر در بخش هوایی گیاهان تلقیح‌شده با قارچ مایکوریزا و تحت تیمار متیل جاسمونات افزایش معنیداری داشت.
Cardarelli و همکاران (2013) نیز بیان کردند که کودهای زیستی می‌توانند مقدار عنصر پتاسیم را در برگ گیاه آلوئه‌ورا افزایش دهد و افزایش مقدار کوددهی منجر به افزایش بیشتر این عنصر خواهد شد. همچنین تلقیح مایکوریزا سبب افزایش مقدار پتاسیم در برگ‌های این گیاه میشود. کودهای زیستی با توجه به اینکه که سبب کاهش pH خاک می‌شوند، اسیدی شدن خاک و به دنبال آن افزایش مواد آلی خاک را سبب می‌شوند که در نتیجه دسترسی به عناصری مانند پتاسیم را برای گیاه افزایش می‌دهند (Nazarli et al., 2014). گاهی اوقات رابطه همزیستی مایکوریزا با اجتناب از خشکی، گیاهان را در مقابل تنش حفظ می‌کند و این کار را با افزایش جذب عناصر ضروری برای رشد و توسعه گیاه انجام میدهد. تأثیر مثبت حضور قارچ‌های مایکوریزا در تنش خشکی، سبب افزایش میزان پتاسیم در ریشه میشود.
نتایج پژوهش ها نشان داد باکتری Bacillus subtilis در افزایش پتاسیم قابل استفاده از خاک و همچنین بهبود همزیستی مایکوریزایی تاثیرگذار است. همین امر موجب گسترش و نفوذ مطلوب هیفهای خارجی قارچ به منافذ باریک خاک شده و منجر به افزایش حجم خاک قابل دسترس شده و به دنبال آن جذب عنصر پتاسیم که در لایههای پائینتر خاک قرار دارد، افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد باکتری Bacillus subtilis با تجزیه سیلیکاتها و انحلال کانیها سبب آزادسازی پتاسیم و به تبع آن سبب افزایش میزان پتاسیم اندام هوایی در شرایط تنش خشکی می شود (Kostic et al., 2017). در گیاه گشنیز، غلظت پتاسیم دانه در تلقیح با مایکوریزا و کود فسفات زیستی در مقایسه با تیمار عدم تلقیح حدود 96 درصد افزایش یافت که در اینجا یک اثر تقویت‌کننده در تیمار تلقیح با مایکوریزا و کود زیستی به طرز محسوسی مشاهده میشود (Bastami & Majidian, 2016).
تنظیم اسمزی به‌عنوان جزء مهمی از سازوکارهای تحمل به خشکی در گیاهان مطرح است. گیاهان در شرایط متفاوت محیطی، اسمولیت‌ها (مواد محلول سازگار) را، که مواد محلول با وزن مولکولی کم هستند، انباشته می‌کنند (Farsi et al., 2016). تنش خشکی بر فرآیند فتوسنتز در گیاهان تأثیر مهمی دارد و منجر به کاهش انتقال سری الکترون‌ها شده و تشکیل مواد اولیه فتوسنتز را تغییر داده و بر میزان کربوهیدرات‌های گیاهان مؤثر است. در شرایط تنش خشکی کربوهیدرات‌های مرکب به کربوهیدرات‌های ساده تجزیه می‌شوند، بنابراین میزان قندهای محلول افزایش می‌یابد (Soleimani & Pirzad, 2014).
در پژوهش حاضر با توجه به اینکه محتوای عناصر غذایی مانند نیتروژن (شکل 6) با کاربرد کودهای زیستی افزایش یافت، نقش مؤثر این عناصر در ساخت ترکیبات ضروری سلول نظیر پروتئینها و کربوهیدراتها، افزایش قند محلول برگ در نتیجه کاربرد کود زیستی باکتریایی و مایکوریزا دور از انتظار نبود. در پژوهشی بر روی به‌لیمو، مصرف کودهای زیستی فسفره در شرایط تنش خشکی به علّت تخریب پروتئینها سبب انباشت قندهای محلول برگ در جهت تنظیم اسمزی گیاه شد (Zare et al., 2018).
Wuو همکاران (2012) عدم تفاوت در تولید قندهای محلول در گیاهچه‌های گل کلم (Brassica oleracea var. botrytis) تیمار شده با متیل جاسمونات تحت شرایط بدون تنش رطوبتی را در مقایسه با شاهد بدون کاربرد این تیمار نشاندهنده عدم القاء تنش خشکی در اثر کاربرد متیل جاسمونات دانسته‌اند. همچنین آنان افزایش قابل‌توجه تجمع قندهای محلول در گیاهچه‌های تیمارشده با متیل جاسمونات تحت تنش آبی را گزارش کرده‌اند. نتایج به‌دست آمده از پژوهش حاضر نشاندهنده کاهش آسیب ناشی از تنش خشکی با کاربرد متیل جاسمونات می‌باشد زیرا انباشت قندهای محلول موجب کاهش پتانسیل اسمزی سلولی شده و منجر به جذب آب، حفظ فشار تورگر و تعادل اسمزی میشود.
در بین تنش‌ها بیشترین آسیب در گیاهان مربوط به تنش خشکی بوده که با آسیب اکسیداتیو در سطح سلول همراه است. آنزیم کاتالاز دارای خاصیت پاداکسندگی برای فعال شدن بسیاری از پاسخ‌های دفاعی در برابر تنش‌ها بوده که همراه با آنزیم‌های دیگر فعالیت حذف‌کنندگی رادیکال‌های آزاد را انجام میدهد. کاتالاز برای برخی از انواع سلول‌ها تحت شرایط طبیعی الزامی بوده و نقـش مهمی در کسب مقاومت در برابر تنش اکسایشی در واکنش‌های تطبیقی سلول‌ها دارد (Farsi et al., 2016). پژوهش حاضر نشان داد تلقیح گیاه استویا با کودهای زیستی قارچ مایکوریزا و باکتری Bacillus subtilis سبب تعدیل تأثیر سوء ناشی از تنش خشکی شد. بالاتر بودن فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی کاتالاز در گیاهان تلقیح شده با کودهای زیستی نسبت به گیاهان تلقیح نشده تأئیدی بر این مدعاست. تلقیح ریز جانداران مفید خاکزی در پاسخ گیاه به تنش خشکی با تنظیم واکنش‌های اکسیداتیو و القا دفاع آنتی‌اکسیدانی در ارتباط است (Koussevitzky et al., 2008). در شرایط تنش خشکی، لازم است که سیستمهای آنتی‌اکسیدانی در یک شکل هماهنگ و نظاممند برای مهار و دفاع از گیاه عمل نمایند. به‌طور کلی، بالاترین سطح از این فعالیتها ممکن است در نتیجه افزایش آسیب سلولی صورت گرفته باشد. متیل جاسمونات با افزایش فنلها و ترکیبات آنتی‌اکسیدانی منجر به افزایش فعالیت آنزیم کاتالاز شده و از این روش منجر به افزایش انسجام غشاء در برابر تنش‌ها میشود. در بررسی‌های انجام شده مشخص شده است که فعالیت آنزیم کاتالاز در شرایط تیمار با متیل‌جاسمونات در گیاه آرابیدوپسیس (Arabidopsis thaliana) (Jung, 2004) و کلزا (Brassica napus) ( Comparot et al., 2002)، افزایش پیدا کرده است.
رشد و ارتفاع بوته به شرایط محیطی که گیاه در آن رشد می‌کند وابسته است. یکی از این شرایط، فراهم بودن آب کافی برای گیاه است. در صورت عدم تأمین آب مورد نیاز گیاه، فشار تورژسانس سلول‌ها کاهش می‌یابد و با تأثیر بر طول سلول‌ها، کاهش ارتفاع رخ میدهد. کاهش ارتفاع بوته آفتابگردان در شرایط تنش خشکی با کاهش رشد گیاه، گزارش است (Heidari & Karami, 2013; Yadollahi et al., 2014). اما در پژوهش حاضر ارتفاع بوته‌ها از تنش زیاد متأثر نشد که علت آن می‌تواند مقاومت به تنش در این مدت زمان کوتاه کاربرد تنش در این گیاه چندساله باشد.
به نظر می‌رسد که خشکی روی تشکیل سلول‌های اولیه برگ و تمایز آن‌ها تأثیر گذاشته و سبب کاهش تعداد برگ میشود. کاهش تعداد برگ در اثر افزایش تنش خشکی سبب کاهش اتلاف آب و تعرق و متعاقب آن افزایش مقاومت گیاهان در برابر خشکی میشود. ریزش و متعاقب آن کاهش تعداد برگ در شرایط تنش خشکی یک سازش ریخت شناسی و عاملی برای انتشار مجدد مواد غذایی در گیاه است (Lobato et al., 2008).
کاهش معنیدار تعداد شاخه جانبی، وزن خشک ریشه و وزن خشک اندام هوایی در نتیجه وزن خشک کل در اثر تنش خشکی، دلالت بر تحت تأثیر قرار گرفتن همه اندام‌های گیاه، همچنین ریشه به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اجزاء گیاه در اثر این پدیده محیطی دارد. در واقع با پیشرفت تنش خشکی همچنان که فتوسنتز برگ کاهش پیدا می‌کند، احتیاجات قندی برای تنظیم اسمزی در گیاهان زیاد میشود و به دنبال آن رشد ریشه کم میشود و در نهایت رشد ریشه به طور اجتناب ناپذیری متوقف می شود. گیاه هنگام مواجه شدن با تنش خشکی برای بالا بردن توانایی جذب ریشه ماده خشک بیشتری را به سامانه ریشه اختصاص میدهد (Michele et al., 2009).
با بررسی تنش خشکی بر نخود (Cicer arietinum) گزارش کردند با افزایش تنش خشکی میزان وزن خشک ریشه کاهش پیدا کرد. با افزایش تنش خشکی نشت یونی نیز افزایش می‌یابد که این سبب کاهش در رشد ریشه در نهایت منجر به اعمال تنش شدید بر گیاه و آسیب دیدن گیاه میشود (Nasr Esfahani, 2011).
در این پژوهش، تلفیق کود زیستی مایکوریزا و باکتری سبب بهبود جذب عناصر غذایی از جمله نیتروژن (شکل 6) و فسفر (شکل 7) شده، بنابراین افزایش ارتفاع بوته استویا در اثر استفاده از کودهای زیستی تأئیدی بر این ادعا است. در پژوهش دیگری گزارش شده است نیتروژن با تأثیر بر فرایند فتوسنتز و تقسیم سلولی سبب ازدیاد رشد رویشی و سطح سبز و ارتفاع گیاه میشود (Saikia et al., 2010). در پژوهش حاضر، کودهای زیستی در افزایش شاخص‌های رویشی گیاه در شرایط تنش خشکی مؤثر بود، به‌طوری که بیشترین طول بوته، تعداد شاخه فرعی، وزن خشک ساقه و طول و وزن خشک ریشه در تلقیح گیاه استویا با کودهای زیستی به دست آمد و کم‌ترین مقدار برای این صفات در تیمار شاهد (بدون کودهای زیستی) حاصل شد. این مطالب گویای این امر است که با کاربرد تیمارهای باکتریایی و قارچی، صفات رویشی گیاهان بهبود می‌یابد. کودهای زیستی سبب افزایش معنادار ارتفاع بوته و تعداد برگ در ساقة نعناع فلفلی (Mentha piperita) نسبت به تیمار شاهد می‌شوند که می‌تواند ناشی از افزایش جذب نیتروژن است (Saikia et al., 2010).
Suliman & Bajwa (2010) افزایش رشد رویشی گیاه آفتابگردان (Helianthus annuus) و تعداد برگ‌های گیاه در تیمار کود زیستی را گزارش کرده‌اند. نتایج Mahmoudzadeh و همکاران (2014) بر روی گیاه نعناع فلفلی (Mentha piperita) حاکی از آن بود که تأثیر کاربرد باکتری‌های ریزوسفری محرک رشد گیاه و قارچ‌های آربوسکولار مایکوریزا بر ارتفاع بوته، تعداد برگ، تعداد شاخه‌های جانبی و مجموع طول شاخه‌های جانبی، وزن خشک اندام هوایی و ریشه در سطح ۱ درصد معنیدار بود. در این آزمایش در تمامی تیمارهای زیستی، ارتفاع، تعداد برگ و تعداد شاخه‌های جانبی، وزن خشک اندام هوایی و ریشه به طور معنیداری بیشتر از شاهد بود. در آزمایش حاضر در تیمار 40 درصد ظرفیت زراعی، طول بوته، تعداد برگ و مجموع طول شاخه‌های جانبی به طور معنیداری کمتر از تیمار 20 درصد ظرفیت زراعی بود. اما در شرایط تنش، کاربرد تیمارهای باکتریایی و قارچی و محلول‌پاشی متیل جاسمونات، صفات رویشی ذکر شده را داد. با کاربرد کودهای زیستی و کاربرد متیل جاسمونات به‌دلیل جذب و انتقال بهتر عناصر غذایی مانند نیتروژن و فسفر (شکل های 6 و 7) و نقش این عناصر در رشد و توسعه گیاه، تعداد شاخه‌های جانبی افزایش یافته است. لازم به ذکر است که کودهای زیستی، سبب افزایش مقاومت گیاهان نسبت به تنش نیز میشود (Saravanakumar et al., 2011).
تأثیر متیل جاسمونات به عواملی نظیر گونه، مرحله نموی گیاه، نحوه اعمال تیمار و غلظت آن وابسته است، متیل جاسمونات در غلظت‌های بالاتر وضعیت اکسایشی گیاه را بیش از حد توان گیاه تحت تأثیر قرار میدهد و در نهایت منجر به مرگ گیاه میشود. نتایج پژوهش حاضر همسو با نتایجی است که نشان داد متیل‌جاسمونات سبب افزایش شاخص‌های رشدی و محتوای کلروفیل میشود. این افزایش ممکن است به جلوگیری از فعالیت آنزیم‌های کلروفیل اکسیداز مرتبط باشد که مانع تجزیه کلروفیل شده و از این طریق سبب افزایش فتوسنتز می‌شوند و در نهایت منجر به افزایش شاخص‌های رشدی گیاه می شود (Schaller et al., 2005).
نتایج پژوهش دیگری نشان داد تنش خشکی سبب کاهش تعداد برگ، ارتفاع بوته، وزن تر بوته، طول ریشه، وزن خشک ریشه و اندام هوایی و در نتیجه وزن خشک کل و وزن تر ریشه در گیاه بابونه آلمانی (Matricaria chamomilla) شد (Ghaidi Jashani & Mousavinik, 2014). همچنین در شرایط تنش غلظت‌های پائین متیل جاسمونات (5 و 10 میکرومولار) تأثیر منفی تنش را کاهش دادند و سبب افزایش فاکتورهای فوق در گیاهان تحت تنش کم آبی شدند. افزایش وزن خشک اندام هوایی و ریشه در گیاه بابونه تیمارشده با غلظت 75 میکرومولار متیل‌جاسمونات (Salimi & Shekari, 2013) و همچنین افزایش وزن خشک اندام هوایی در گیاه سویا تیمارشده با غلظت‌های 1 و 10 میکرومولار متیل‌جاسمونات گزارش شده است (Keramat & Daneshmand, 2012).
با توجه به اینکه هدف از کشت استویا افزایش عملکرد برگ آن است، براساس نتایج پژوهش حاضر می‌توان با کاربرد کودهای زیستی نظیر قارچ‌های مایکوریزا و باکتری محرک رشد و هورمون رشد متیل جاسمونات از تأثیر سوء تنش خشکی کاسته و عملکرد برگ، محتوای قند محلول برگ و آنزیم کاتالاز را در شرایط تنش خشکی، افزایش داد. تنش خشکی سبب کاهش صفاتی مانند فسفر، نیتروژن، تعداد برگ، تعداد شاخه‌های جانبی، وزن خشک ریشه و وزن خشک اندام هوایی شد. کاربرد متیل جاسمونات بر صفات محتوای نیتروژن برگ، محتوای فسفر برگ، محتوای پتاسیم برگ، قندهای محلول، آنزیم کاتالاز، تعداد برگ در بوته، تعداد شاخه‌های جانبی و وزن خشک ریشه در بوته اثر مثبت و معنیداری داشت، ولی بر صفاتی مانند کلونیزاسیون ریشه، ارتفاع بوته و وزن خشک اندام هوایی در بوته اثر قابل توجهی نشان نداد.
با توجه به اینکه پژوهش حاضر در شرایط گلخانه صورت گرفت و شرایط برای این گیاه کنترل شده بود پیشنهاد میشود این پژوهش در سطح مزرعه نیز تکرار شود تا عملکرد واقعی آن در شرایط غیرقابل کنترل نیز مشاهده شود.
)