اثر سطوح پاکلوبوترازول بر روند رشد دانه و عملکرد سه رقم گندم (Triticum aestivum L.) در شرایط تنش گرمای پس از گرده‌افشانی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور

چکیده

مقدمه
هورمون­ها از مهم‌ترین عوامل تنظیم‌کننده رشد گیاهان زراعی در پاسخ به اثرات محیطی و ژنتیکی محسوب می­شوند. پاکلوبوترازول(PBZ) یک تنظیم‌کننده رشد گیاهی از دسته تریازول­ها بوده و در اوایل دهه ۱۹۸۰ مورد استفاده قرارگرفت. اثرهای بیولوژیکی کاربرد پاکلوبوترازول در واقع ناشی از کاهش جیبرلین داخلی درگیاه است (Fahimi, 2009). طبق نتایج برخی از پژوهشگران، پاکلوبوترازول باعث کاهش ارتفاع ساقه (Yang et al., 2001)، افزایش تعداد پنجه در هربوته و افزایش تعداد دانه در سنبله (Bayat et al., 2010)، افزایش تحمل تنش­های محیطی و غیرمحیطی می‌شود (Berova et al., 2002). تنش گرما یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده محیطی در تولید گندم بوده و مرحله زایشی در گندم حساس‌ترین دوره نسبت به دمای بالا است (Pradhan et al., 2012). لذا هدف از این تحقیق ارزیابی ویژگی­های فیزیولوژیکی رشد دانه گندم و عملکرد دانه آن نسبت به کاربرد غلظت­های مختلف محلول‌پاشی پاکلوبوترازول در شرایط مطلوب و تنش گرما می­باشد.
مواد و روش­ها
این تحقیق در دو آزمایش مستقل، هر یک به‌صورت کرت­های یک‌بار خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی و در چهار تکرار طی سال زراعی 93-1392 در منطقه دزفول انجام گردید. آزمایش اول شامل کاشت ارقام در تاریخ کشت توصیه ‌شده (اول آذرماه) بود و به‌منظور مصادف شدن مراحل فنولوژیکی رشد گیاه پس از گرده‌افشانی با تنش گرمای پایان فصل، تاریخ کشت در آزمایش دیگر، اول بهمن‌ماه در نظر گرفته شد. در هر آزمایش، چهار سطح مصرف پاکلوبوترازول (صفر، 50 ، 100 و 150 میلی­گرم در لیتر) که در ابتدای مرحله ساقه رفتن به‌صورت محلول‌پاشی بر روی اندام‌های هوایی گیاه اعمال گردید، به‌ عنوان کرت­های اصلی و سه رقم گندم نان (استار، ویریناک و چمران) به‌عنوان کرت­های فرعی در نظر گرفته شد.
یافته­ ها
نتایج آزمایش نشان داد در هر دو شرایط مطلوب و تنش گرمای پایان فصل، مصرف تنظیم‌کننده رشد پاکلوبوترازول باعث افزایش معنی­دار دوره مؤثر پر شدن دانه، وزن هزار دانه و عملکرد دانه گردید، اما اثر این تیمار بر سرعت رشد دانه معنی­دار نشد. نتایج رگرسیون گام ‌به‌گام نشان داد طول دوره مؤثر پر شدن دانه عمده­ ترین صفت در توجیه تغییرات وزن نهایی دانه (59/0R2=) بود و پس‌ از آن سرعت پر شدن دانه بخش عمده­ای از مابقی تغییرات آن را تعیین نمود.
نتیجه­ گیری
عملکرد رقم دیررس استار به دلیل گرده‌افشانی دیرتر و مواجه‌شدن مراحل پایانی رشد آن با تنش گرما نسبت به رقم زودرس ویریناک و رقم میان­رس چمران، از شیب تغییرات دوره مؤثر پر شدن دانه، وزن دانه و عملکرد دانه بیشتری در شرایط تنش گرمای پایان فصل نسبت به شرایط مطلوب برخوردار بود. به‌طورکلی نتایج آزمایش نشان داد که اثر تنظیم‌کننده رشد پاکلوبوترازول بر خصوصیات رشد دانه و عملکرد مثبت بوده، بنابراین می­توان با کاربرد مناسب آن از بروز خسارت بالای ناشی از تنش گرما به‌ویژه در مراحل حساس رشد گیاه جلوگیری نمود.

کلیدواژه‌ها


Amina, A.A., Hanan, H.L., 2011. Differential effects of paclobutrazol on water stress alleviationthrough electrolyte leakage, phytohormones,reduced glutathione and lipid peroxidation insome wheat genotypes (Triticum aestivum L.) grown in vitro. Romanian Biotechnological Letters. 6, 6710-6721.

Armitage, A.M., Tu, Z.P., Vines, H.M., 1984. The influence of chlormequat and daminozide on net photosynthesis, transpiration and photorespiration of hybrid geranium. Horticulture Science. 19, 705-707.

Arshad, Y., Zahravi, M., Abaduz, Gh., 2012. Identify sources of heat stress tolerant wheat relatives. Journal of Agricultural Research. 4(2), 97-108. [In Persian with English Summary].

Banyai, J., Karsai, I., Balla, K., Kiss, T., Bedo, Z., Lang, L., 2014. Heat stress response of wheat cultivars with different ecological adaptation. Cereal Research Communications. 42(3), 413-425

Bayat, S., Sepehri, A., Zareaabyane, H., Abdolahi, M.R., 2010. Effects of salicylic acid and paclobutrazol on maize yield under salt stress. 11th Congress of Agronomy and Plant Breeding, Shahid Beheshti University, Tehran. 3715-3718. [In Persian]

Baylis, A.D., Hutley, B., 1991. The effect of a paclobutrazol based growth regulator on the yield quality and ease of management of oilseed rape. Annals of Applied Biology. 118, 445-452.

Behdad, M., Paknejad, F., Vazan, S., Ardakani, H.R., Sadeghishoa, M., 2012. The effects of drought stress on effective traits at accumulative cumulative assimilate of grain in different cultivars of wheat. Journal of Agronomy and Plant Breeding. 8(3), 79-86. [In Persian with English Summary].

 Berova, M., Zlatev, Z., Stoeva, N., 2002. Effect of paclobutrazol on wheat seedling under low temperature stress. Journal of Plant Physiology. 28(1), 75-84..

Castro, M., Peterson, C.J., Dalla Rizza, M., Diaz Dellavalle, P.D., Vázquez, D., Ibanez, Ross, A., 2007. Influence of heat stress on wheat grain characteristics and protein molecular weight distribution. Developments in Plant Breeding. 12, 365-371.

Darroch, B.A., Baker, R.J., 2006. Grain filling in three spring wheat genotype: statistical analysis. Crop Science. 40, 625-629.

Fahimi, H., 2009. Plant Growth Regulators. Tehran University Press. 214 p. [In Persian]

Hashemi-Dezfoli, A., Marashi, A., 1995. Assimilate changes in flowering time and its impact on growth, grain yield and yield components. Journal of Agricultural Science and Technology. 9(1), 16-32. [In Persian with English Summary].

Jafari, S.R., Kalantari Kh.M., Mosavee, A.A., 2008. The role of paclobutrazol on accumulation of antioxidant in tomato plants (Lycopersicum esculentom L.) under cold stress. Journal of Biology. 20(3), 206-217. [In Persian with English Summary].

Koch, K., 2004. Sucrose metabolism: regulatory mechanisms and pivotal roles in sugar sensing and plant development. Current Opinion in Plant Biology. 7, 235-246.

Kraus, T.E., Murr, D.P., Fletcher, R.A., 2004. Uniconazole inhibits stress-induced ethylene in wheat and soybean seedlings. Journal of Plant Growth Regulator. 23, 229-234.

Lack, Sh., Modhej, A., 2011. Effect of nitrogen fertilizer levels on grain yield and grain growth related traits of wheat genotypes under post-anthesis heat stress conditions. Iranian Journal of Crop Sciences. 13(2), 219-233. [In Persian with English Summary].

Mashiringwani, N.A., Schweppenhauser, M.A., 1992. Phenotypic characters associated with yield adaptation of wheat to a range of temperature conditions. Field Crops Research. 29(1), 69-77.

Modhej, A., Naderi, A., Emam, Y., Normohamadi, Gh., Ayenehband, A., 2008. Effects of post-anthesis heat stress and nitrogen levels on grain yield and grain growth of wheat (T. durum and T. aestivum) genotypes. 11th International Wheat Genetic Symposium. 24-29 Aug., Queensland. Australia.

Modhej, A., Banisaidi, A., 2007. Evaluation of source restriction intensifying of wheat spring wheat (Triticum aestivum L.) genotypes under post-anthesis heat stress. International  Journal of Applied Agricultural Research. 2(1), 1-11.

Modhej, A., Behdarvandi, B., 2006. Study of the effect of terminal heat stress on source limitation and grain yield in bread wheat genotypes. Conference of German Genetics society and the German Society for Plant Breeding. 1-17 Aug., Gatersleben. Germany.

Oraki, H., Parhizkar Khajani, F., Aghaalikhana, M., 2012. Effect of water deficit stress on proline contents, soluble sugars, chlorophyll and grain yield of sunflower (Helianthus annuus L.) hybrids. African Journal of Biotechnology. 25, 164-168.

Pradhan, G.P., Prasad, P.V., Fritz, A.K., Kirkham, M.B., Gill, B.S., 2012. High temperature tolerance in Aegilops species and its potential transfer to wheat. Crop Science. 52, 292-304.

Radmehr, M., Lotfaliayeneh, A., Mamaghni, R., 2005. A study of the reaction of middle, long and short season wheat genotypes to different sowing dates. I: Effects of sowing date on morphological, phonological and grain yield of four bread wheat genotypes. Seed and Plant Improvement Journal.  21(2), 175-189. [In Persian with English Summary].

Radmehr, M., 1997. Effect of Heat Stress on Physiology of Growth and Development of Wheat. Ferdowsi University Press. 201p. [In Persian]

Satorre, H.E., Slafer, G.A., 2000. Wheat, Ecology and Physiology of Yield Determination. Published by Food Product Press. 503 p.

Subedi, K.D., Ma, B.L., Xue, A.G., 2007. Planting date and nitrogen effects on grain yield and protein content of spring wheat. Crop Science. 47, 36-44.

Tewolde, H., Fernandez, C.J., Erickson, C.A., 2007. Wheat cultivars adapted to post-heading high temperature stress. Journal of Agronomy and Crop Science. 192, 111-120.

Viswanathan, C., Chopra, R.K., 2001. Effect of heat stress on grain growth, starch synthesis and protein synthesis in grains of wheat (Tritium aestivum L.) varieties differing in grain weight stability. Journal of Agronomy and Crop Science. 186, 1-7.

Wardlaw, I.F., Moncur, L., 1995. The response of wheat to high temperature following anthesis. I: The rate and duration of kernel filling. Functional Plant Biology. 22(3), 391-397.

Yang, J., Zhang, J., Wang, Z., Zhu, Q., Wang, W., 2001. Hormonal changes in the grains of rice subjected to water stress during grain filling. Plant Physiology. 127, 315-323.