ارزیابی تحمل به خشکی در اکوتیپ‌های یونجه همدانی با استفاده از شاخص‌های تحمل و حساسیت به خشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی

چکیده

مقدمه                     

خشکی یکی از مهم‌ترین و رایج‌ترین تنش‌های محیطی است که تولیدات کشاورزی را با محدودیت روبه‌رو ساخته است. تحقیقات متعددی در زمینه خشکی انجام گرفته است. اصلاح گیاهان برای تحمل به خشکی به دلیل غیرقابل‌پیش‌بینی بودن شرایط محیطی و نیز تغیرات تحمل ارقام در محیط‌های متفاوت تحت تنش، پیچیده و دشوار است. تولیدیونجه به دلیل سازگاری با دوره‌های خشکی و  وجود ژرم­پلاسم متحمل به تنش خشکی در مناطق با دوره­های خشکی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. دارا بودن صفات مورفوفیزیولوژیک خاص یونجه و سازگاری این صفات با تنش‌های محیطی به‌ویژه تنش خشکی باعث شده است این گیاه پتانسیل تولید بالایی در چنین مناطقی داشته باشد. سهم عمده‌ای از مناطق سردسیر کشور و حتی مناطق نسبتاً معتدل کشور جمعیت‌های غیر اصلاح‌شده و یا عمدتاً اکوتیپ‌های محلی یونجه همدانی را مورد کشت قرار می­دهند.
مواد و روش­ها                          

بذور اکوتیپ‌های بکار رفته در این مطالعه از محل جغرافیایی این  مناطق تهیه‌شده است. این مطالعه به‌منظور ارزیابی تحمل به خشکی در 11 اکوتیپ یونجه همدانی با استفاده از شاخص‌های تحمل به خشکی در قالب طرح آماری بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار در قالب دو آزمایش مزرعه‌ای جداگانه به مدت سه سال زراعی به اجرا درآمد. آزمایش اول، آبیاری کامل (عدم محدودیت رطوبتی) و به روال معمول ایستگاه طرق، با دور آبیاری 7 روز بود. در آزمایش دوم، تیمار تنش بر اساس تغییر در دور آبیاری با اعمال محدودیت رطوبتی در اکوتیپ‌ها از طریق دورهای آبیاری متناوب 10 و 14 روز در طول فصل رشداعمال شد. شاخص‌های تحمل به تنش شامل (STI)، حساسیت به تنش (SSI)، میانگین هندسی تولید (GMP) و میانگین حسابی تولید (MP)، با استفاده از عملکرد علوفه خشک اکوتیپ‌های یونجه در شرایط تنش (Ys) و بدون تنش (Yp) محاسبه و نحوه پراکنش اکوتیپ‌ها بر اساس این شاخص‌ها در نمودارهای سه‌بعدی رسم شد.
یافته­ ها                  

همبستگی مثبت و معنی‌دار بین عملکرد علوفه خشک در شرایط تنش و عدم تنش و شاخص­های MP،GMP و STI نشان داد که در شرایط تنش شاخص­های مذکور، مناسب­ترین شاخص­ها بودند. اکوتیپ‌های چالشتر و فامنین یونجه در هر دو شرایط محیطی تنش و عدم تنش خشکی بالاترین پتانسیل تولید علوفه خشک را داشته و ازنظر شاخص STI رتبه‌های اول و دوم را به خود اختصاص دادند. شاخص STI برآورد کننده بهتری برای عملکرد ژنوتیپ‌ها در دو محیط YP و YS نسبت به سایر شاخص‌هابود، چون قادر است در مقایسه با شاخص‌های دیگر، ژنوتیپ‌های گروه A را از سایر گروه‌ها تفکیک کند. نتایج حاصل از STI نشان داد که در بین ژنوتیپ‌های موردبررسی، اکوتیپ‌های قهاوند، چالشتر، صدیقان و فامنین با مقادیر 9.0 متحمل‌ترین و ارقام قارقولوق و همدانی با مقادیر 7.0= STI، حساس­ترین ژنوتیپ‌های موردبررسی شناخته شدند. مقدار بالای STI برای یک ژنوتیپ، نشان‌دهنده تحمل به تنش رطوبتی بیشتر و پتانسیل عملکرد بالاتر آن در هر دو محیط تنش ومعمولی می‌باشد. اکوتیپ‌های فامنین و چالشتر به ترتیب با 8.8 و 7.8 بیشترین میزان MP و رقم قارقولوق با 6.7، کمترین میزان MP را داشتند.  ارقام فامنین و چالشتر با 7.8 = GMP و رقم قارقولوق با 6.7 =GMP به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار GMP را دارا بودند. مقدار بالای TOL نشانه حساسیت ژنوتیپ به تنش بوده و انتخاب ژنوتیپ­ها جهت تحمل به تنش خشکی بر اساس مقادیر کم TOL می‌باشد. رقم اردوباد با 5.3 =TOL و رقم ملک کندی با 9.0=TOL به ترتیب کمترین و بیشترین تحمل به تنش رطوبتی را داشتند. بر اساس شاخص SSI نیز اکوتیپ اردوباد با 9.1=SSI و رقم ملک کندی با 5.0=SSI به ترتیب حساس‌ترین و متحمل‌ترین ژنوتیپ‌ها به تنش بودند . اگرچه رقم ملک کندی با داشتن کمترین مقادیر SSI اکوتیپی نسبتاً متحمل به خشکی می‌باشد ولی با ارجاع به عملکرد پایین این اکوتیپ می­توان دریافت که به‌تنهایی انتخاب بر اساس مقادیر پایین این شاخص مطلوب نیست. اکوتیپ‌های چالشتر و فامنین یونجه در هر دو شرایط محیطی تنش و عدم تنش خشکی بالاترین پتانسیل تولید علوفه خشک را داشته و متحمل‌ترین اکوتیپ‌ها در این بررسی شناسایی شدند. گروه‌بندی اکوتیپ­ها در هر دو شرایط تنش و عدم تنش نشان داد که آن‌ها در 4 گروه مجزا ازنظر عملکرد در شرایط رطوبتی معمولی و تنش خشکی قرار گرفتند.

کلیدواژه‌ها


Abdulai, A., Asch, F., Vande Giesen, N., 2004. Physiological and morphological responses of Sorghum bicolor to static and dynamic drought conditions. Rural poverty reduction through research for development. Deutcher Trepentag, Berlin Conference, 2004.

Akhtar, K., Ashraf- Rao, A., 2000. Evaluation of selection indices for identification of productive mungbean (Vigna radiata L. Wilczek) genotypes under different water regimes. Pakistan Journal of Biological Sciences.3(10),1541-1544.

ABD-Mishani,C., Shabestari, J.,1988.Evaluation of wheat cultivars for drought resistance.Iranian   Journal of Agricultural Science.19, 37-43 [In Persian with English Summary].

 Abebe, A., Brick, M., Kirkby, R., 1998. Comparison of selection indices to identify productive dry bean lines under diverse environmental condition. Field Crops Research. 58,15-23.

 Acosta-Gollegos, J., Adams M., 1991. Plant trits and stability of dry bean (Phaseolus vulgaris) cultivars under drought stress. Journal of Agricultural Science., Cambrigde. 117: 213-219.

 Bansal, K., Sinha, S., 1991. Assessment of drought resistance in 20 accessions of Triticum aestivum and related species. I. Total dry matter and grain yield stability. Euphytica 56,7-14.

 Clark, J., Depauw, R., Townley-Smith T., 1992. Evaluation of methods for quantification of drought tolerance in wheat. Crop Science. 32, 723-728.

 Ehsanpour, A., Razavizadeh, R., 2005. Effect of UV-Con drought tolerance of alfalfa (Medicago sativa) callus. American Journal of Biochemistry and Biotechnology. 1(2),107-110.

Ehdaie, B., Alloush, A., Madore, M., Waines, J., 2006. Genotypic variation for stem reserves and mobilization in wheat: I. Postanthesis changes in internode dry matter. Crop Science., 46: 735-746.

Farshadfar, E., Zamani, M., Motalebi, M., Imamjomeh, A., 2001. Selection for drought resistance in chikpea lines.Iranian  Journal of Agricultural Science.32(1), 37-43 [In Persian with English Summary].

Fernandz, G., 1992. Effective selection for assessing plant stress tolerance. Proceeding of adaption for food crops to temperature and water stress symposium. Taiwan. pp.257-270.

Fisher, R., Maurer, R., 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research. 29, 897-912.

Gorka, E., Louahlia, S., Irigoyen, J., Sanchez-Diaz, M., Christophe, J. 2009. Biomass partitioning morphology and water status of four alfalfa genotypes submitted to progressive drought and subsequent recovery. Deppartman de Biologic Vegetal, Seccion Biologic Vegatal (Unidad Asociada al CSIC, EEAD, Zaragoza).

Lawlor H., Siddique, K., Sedgley, R., Thurling, N., 1998. Improvement of cold tolerance and insert resistance in chickpea (cicer arietinum) and the use of AFLPs for the identification of molecular markers for these traits. Acta Horticulturae. 461, 185- 192.

Liebman, M., Davis, A., 2000. Integration of soil, crop and weed management in low-external-input farming systems. Weed Research., 40(1), 27-47.

Peoples, M., Swan, T., Angus. J., 2009. Nitrogen: Using legumes to grow your own. http://www.riverineplains.com.au/GRDC Update 09 Mark Peoples.pdf. Accessed 20 July 2009

Pietsch, G., Friedel, J., Freyer,B., 2007. Lucerne management in an organic farming system under dry site conditions. Field Crops Research 102, 104–118

 Rosielle, A., Hamblin, J., 1981. Theoretical aspect of selection for yield in stress and nin-stress environment, Crop Science. 21, 943-946.

 Royo, C., Blanco, R., 1999. Use of potassium iodide to mimic drought stress in triticale. Field Crops Research. 59, 201-212.

 Schneider, K., Rosales-Serena, R., Ibarra-perez, F., Cacares-Enriguez, B., Acosta-Gallegos, J., Ramirec-Vallejo, R., Wassimi, N., Kelly, J., 1997. Improving common bean performance under drought stress. Crop Science. 37, 43-50.

 Sharrat, B., Baker, D., Scheaffer, C.,1986. Climatic effect of alfalfa dry matter production. Part 1. Summer harvest. Agricultural Meteorology. 39, 121-129.

Simane, B., Struik, P.,Nachit, M., Peacock, J., 1993. Ontogenic analysis of yield components and yield stability of durum wheat in water-limited environments. Euphytica., 71, 211-219.

 Yadav, O., Bhatnagar, S., 2001. Evaluation of indices for identification of pearel millet cultivars adapted to stress and non-stress conditions. Field Crops Research. 70, 201-208.