واکنش های فیزیولوژیکی ژنوتیپ های لوبیا در شرایط آبیاری معمولی و محدود

شناخت اثرات فیزیولوژیکی به خاطر حساسیت لوبیا به تنش خشکی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این پژوهش برای ارزیابی اثر کمبود آب بر رشد، عملکرد، برخی صفات فیزیولوژیکی و زراعی و روند تجمع بعضی از عناصر غذایی در دانه لوبیا در موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر (کرج) اجرا شد. آزمایش به صورت اسپلیت پلات با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار در سال های زراعی 1388 و 1389 و در دو شرایط آبیاری نرمال (آبیاری بر اساس 60-55 میلی متر تبخیر از سطح تشتک تبخیر) و محدود (آبیاری بر اساس 110-100 میلی متر تبخیر از سطح تشتک تبخیر) و با هشت ژنوتیپ لوبیا از گروه های مختلف سفید (wa4502-1 و wa4531-17)، قرمز (d81083،and1007، و اختر) و چیتی (cos16، mcd4011، و ks21486) انجام شد. نتایج نشان داد که تنش کمبود آب باعث کاهش 12 درصدی ارتفاع بوته گردید. لاین mcd4011 کمترین کاهش ارتفاع را داشت. تعداد شاخه فرعی در شرایط کمبود آب با افت 22 درصدی مواجه گردید و ژنوتیپ های سفید بیشترین کاهش را نشان دادند. کمبود آب باعث کاهش تعداد برگ های سه برگچه ای شد و این کاهش در مرحله رویشی (18%) بیشتر از مرحله گلدهی (10%) بود. لاین mcd4011 در هر دو مرحله کمترین کاهش تعداد برگ متأثر از تنش را داشت. در این مراحل، لاین cos16 بطور معنی دار تعداد برگ خود را کاهش داد. زاویه برگ تحت تأثیر آبیاری قرار گرفت و بر اثر تنش کمبود آب افزایش 59 درصدی (24 درجه) نشان داد. لوبیاهای سفید از میانگین افزایش زاویه برگ بیشتری برخوردار بودند. اثر آبیاری غیر از تعداد روز تا تشکیل نیام (r7) و دوره پر شدن دانه، بر سایر مراحل غیر معنی دار بود. کمبود آب باعث کوتاه تر شدن طول دوره مراحل r5، r6 و r7، و طولانی تر شدن مراحل r8 و r9 و دوره پر شدن دانه گردید. این وضعیت برای تمام ژنوتیپ ها یکسان نبود. لاین ks21486 با کمترین دوره رشد رویشی، زودرس ترین ژنوتیپ در هر دو شرایط بود. در شرایط تنش، دوره پر شدن دانه wa4531-17 نسبت به سایر ژنوتیپ ها طولانی تر بود. بیشترین کاهش این دوره متأثر از تنش مربوط به ks21486 بود. تنش در برخی از ژنوتیپ ها باعث تسریع رسیدگی و در بعضی دیگر باعث تأخیر در رسیدگی شد. کمبود آب کاهش محسوس lai در کلیه ژنوتیپ ها را موجب گردید. در این شرایط، تا اوایل پر شدن نیام ها لوبیا قرمز and1007 از شاخص سطح برگ بیشتری نسبت به سایر ژنوتیپ ها برخوردار بود. در اواخر پر شدن نیام ها لاین wa4502-1 برتری پیدا کرد. لاین and1007 تا اواسط دوره رشد از cgr بالاتری نسبت به سایر ژنوتیپ ها برخوردار بود، ولی در مرحله تشکیل نیام ها با افت سرعت رشد گیاه زراعی مواجه شد. این لاین مجدداً تا انتهای دوره رشد برتربود. کمبود آب کاهش وزن ویژه ساقه در هر دو مرحله را ایجاد کرد و اثر آن در مرحله رویشی نسبت به مرحله زایشی بیشتر بود. در هر دو شرایط آبیاری، لاین ks21486 و رقم اختر کمترین اختلاف وزن ویژه ساقه بین دو مرحله را داشتند. تنش دمای برگ را 5 درجه سانتی گراد افزایش داد و واکنش ژنوتیپ ها از این نظر متفاوت بود. کلیه ژنوتیپ ها از rwc کمتری در شرایط تنش برخوردار بودند. در مرحله گلدهی، میانگین rwc لاین های سفید بیشتر از دو گروه دیگر بود. درصد کاهش rwc در این مرحله بین 10-3 درصد بود. کمبود آب شاخص کلروفیل را 9/6 درصد کاهش داد و این شاخص به طور میانگین 3 واحد کمتر از شرایط نرمال بود. حداکثر عملکرد کوانتومی (fv/fm) تحت تأثیر تنش بیش از 24 درصد کاهش پیدا کرد و کمترین کاهش آن مربوط به لاین mcd4011 بود. میزان نیتروژن برگ در مرحله رویشی نسبت به کمبود آب حساس تر از مرحله زایشی بود و بر اثر کمبود آب 18 درصد کاهش پیدا کرد. در هر دو شرایط، لاین های سفید از میانگین نیتروژن برگ کمتری برخوردار بودند. میزان افزایش پرولین برگ بر اثر تنش بیش از 105 درصد بود. در حالی که لوبیاهای سفید در شرایط نرمال دارای بیشترین میزان پرولین بودند، ولی در شرایط تنش کمترین مقدار پرولین را داشتند. رقم اختر و لاین ks21486 در هر دو شرایط به ترتیب کمترین و بیشترین شاخص برداشت دانه را داشتند. واکنش ژنوتیپ ها به کمبود آب از این نظر متفاوت بود، به طوری که در چهار ژنوتیپ افزایش و در چهار ژنوتیپ کاهش آن مشاهده شد. در بین اجزای عملکرد، تعداد نیام در بوته بیشترین درصد تغییرات متأثر از کمبود آب را نشان داد. کاهش تعداد نیام در بوته، تعداد دانه در نیام و وزن صد دانه متأثر از تنش کمبود آب به ترتیب 18%، 12% و 7/6% (بیش از 5/2 گرم) بود. در مجموع دو سال آزمایش، عملکرد دانه بر اثر تنش کمبود آب 50 درصد کاهش نشان داد. درصد افت عملکرد متأثر از تنش در d81083 و and1007 به ترتیب بیشترین و کمترین بود. میانگین عملکرد دانه انواع قرمز در شرایط نرمال و تنش کمبود آب نسبت به دو نوع دیگر بیشتر بود. عناصر و ترکیبات موجود در دانه لوبیا تحت تأثیر تنش کمبود آب کاهش پیدا کردند. بیشترین کاهش میزان آهن مربوط به لوبیا قرمز اختر بود. از نظر نیتروژن موجود در دانه، لوبیاهای سفید در شرایط تنش دارای مقادیر کمتری نسبت به انواع قرمز و چیتی بودند و در مقابل فسفر بیشتری در این شرایط در دانه ها ذخیره کردند. در هر دو شرایط آبیاری، دانه های cos16 در طول مراحل نمو بیشترین مقادیر عنصر روی را داشتند و در مقابل، wa4502-1 کمترین مقدار روی را نشان داد. کمبود آب از اواسط مرحله پر شدن نیام ها باعث کاهش قابل توجه کلیه عناصر موجود در دانه شد. البته، شدت تأثیر خشکی روی عناصر آهن و فسفر بیشتر از روی و نیتروژن، به ویژه در مرحله نهایی نمو دانه ها بود. در مطالعه همبستگی بین صفات، بویژه در شرایط تنش، عملکرد با میزان نیتروژن برگ در هر دو مرحله رویشی و زایشی و میزان عنصر روی موجود در دانه همبستگی معنی دار و مثبت نشان داد. در هر دو شرایط، رابطه بین میزان فسفر دانه و عملکرد منفی بود. بنابراین، انتخاب ژنوتیپ های لوبیا بر اساس مقادیر بیشتر عنصر روی و مقادیر کمتر فسفر باعث دستیابی به ژنوتیپ های پر محصول تر می شود. بازتاب های فیزیولوژیکی ژنوتیپ های مورد بررسی از لحاظ میزان حساسیت و تحمل خشکی در شرایط این آزمایش متفاوت بود. در این پژوهش، شدت تنش خشکی 50/0 بود. بر اساس شاخص های dti، dsi ، mp و gmp بهترین ژنوتیپ ها and1007، cos16 و mcd4011 بودند. به طور کلی، طبق نتایج آزمایش انواع لوبیا سفید نسبت به تنش خشکی حساس تر از انواع قرمز و چیتی بودند.