بررسی پتانسیل دگرآسیبی عصاره هیدرومتانولی اندام هوایی کنجد زراعی بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌ای علف‌هرز خربزه وحشی (cucumis melo var.agrestis

تحقیقات بذر

دوره 10، شماره 34، خرداد 1399، صفحه 33-42   

نویسندگان

علی راحمی^{* 1}؛ نورالله تازیکه²؛ معصومه یونس آبادی³؛ ابراهیم غلامعلی پور علمداری⁴؛ نصیبه رضوان طلب⁵

¹گروه زراعت دانشگاه گنبد

²گروه زراعت دانشگاه گنبد کاووس

³عضو هیات علمی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان

⁴استادیار گروه زراعت دانشگاه گنبد‌کاووس

⁵دانش آموخته دکتری زراعت دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

به‌منظور بررسی اثر آللوپاتی عصاره هیدرو متانولی اندام هوایی کنجد زراعی بر خصوصیات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌ای علف‌هرز خربزه وحشی، آزمایشی در محیط پتری‌دیش در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه علف‌های هرز بخش تحقیقات گیاهپزشکی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان در سال 1396 به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایشی شامل غلظت‌های مختلف عصاره هیدرومتانولی (100،90،80،70،60،50،40،30،20،10 درصد) و محلول آب مقطر به‌عنوان تیمار شاهد بود. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت عصاره هیدرومتانولی کنجد زراعی، درصد جوانه‌زنی و سرعت جوانه‌زنی خربزه وحشی به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. غلظت‌های پایین (10 و 20 درصد ) عصاره اندام هوایی کنجد تأثیر معنی‌داری بر یکنواختی جوانه‌زنی خربزه وحشی در مقایسه با شاهد نشان ندادند؛ اما این صفت در غلظت‌ 30 درصد و بالاتر عصاره به‌شدت کاهش نشان داد. شروع مؤثر جوانه‌زنی در تیمار شاهد با 7 ساعت، کمترین زمان را به خود اختصاص داد، درحالی‌که در غلظت 70 درصد با 149ساعت، بیشترین زمان لازم برای شروع مؤثر جوانه‌زنی به‌دست آمد. در این مطالعه ضریب آلو متریک خربزه وحشی با افزایش غلظت عصاره کنجد زراعی، کاهش نشان داد. بیشترین کاهش مربوط به غلظت 70 درصد به میزان 2/0 بود. درمجموع، میزان تغییرات صفات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌ای خربزه وحشی بسته حد آستانه غلظت ترکیبات آللوکمیال در غلظت‌های مختلف می‌باشد. با توجه به اثبات اثر دگرآسیبی اندام هوایی کنجد زراعی بر علف‌هرز خربزه وحشی پیشنهاد به استفاده از آن به عنوان علف‌کش با منشاء طبیعی جهت کنترل خربزه وحشی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

آللوپاتی؛ عصاره هیدرومتانولی؛ جوانه‌زنی؛ کنجد؛ خردل وحشی

اصل مقاله

بررسی پتانسیل دگرآسیبی عصاره هیدرومتانولی اندام هوایی کنجد زراعی بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌ای علف‌هرز خربزه وحشی (Cucumis melo var.agrestis)

 

علی راحمی^1*، نوراله تازیکه²، معصومه یونس‌آبادی³، ابراهیم غلامعلی ‌پورعلمداری⁴،

نصیبه رضوان طلب⁵

¹استادیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گنبد کاووس، ایران

²دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گنبد کاووس، ایران

³استادیار، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، تحقیقات و آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران

⁴استادیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گنبد کاووس، ایران

⁵دکتری، گروه زراعت، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گران، ایران

 

تاریخ دریافت: 18/12/1398 ؛ تاریخ پذیرش: 9/1/1399

 

چکیده

به‌منظور بررسی اثر آللوپاتی عصاره هیدرو متانولی اندام هوایی کنجد زراعی بر خصوصیات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌ای علف‌هرز خربزه وحشی، آزمایشی در محیط پتری‌دیش در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه علف‌های هرز بخش تحقیقات گیاهپزشکی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان در سال 1396 به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایشی شامل غلظت‌های مختلف عصاره هیدرومتانولی (100،90،80،70،60،50،40،30،20،10 درصد) و محلول آب مقطر به‌عنوان تیمار شاهد بود. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت عصاره هیدرومتانولی کنجد زراعی، درصد جوانه‌زنی و سرعت جوانه‌زنی خربزه وحشی به‌طور معنی‌داری کاهش یافت. غلظت‌های پایین (10 و 20 درصد ) عصاره اندام هوایی کنجد تأثیر معنی‌داری بر یکنواختی جوانه‌زنی خربزه وحشی در مقایسه با شاهد نشان ندادند؛ اما این صفت در غلظت‌ 30 درصد و بالاتر عصاره  به‌شدت کاهش نشان داد. شروع مؤثر جوانه‌زنی در تیمار شاهد با 7 ساعت، کمترین زمان را به خود اختصاص داد، درحالی‌که در غلظت 70 درصد با 149ساعت، بیشترین زمان لازم برای شروع مؤثر جوانه‌زنی به‌دست آمد. در این مطالعه ضریب آلو متریک خربزه وحشی با افزایش غلظت عصاره کنجد زراعی، کاهش نشان داد. بیشترین کاهش مربوط به غلظت 70 درصد به میزان 2/0 بود. درمجموع، میزان تغییرات صفات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌ای خربزه وحشی بسته حد آستانه غلظت ترکیبات آللوکمیال در غلظت‌های مختلف می‌باشد. با توجه به اثبات اثر دگرآسیبی اندام هوایی کنجد زراعی بر علف‌هرز خربزه وحشی پیشنهاد به استفاده از آن به‌عنوان علف‌کش با منشاء طبیعی جهت کنترل خربزه وحشی می‌باشد.

 

واژه‌هایکلیدی:آللوپاتی، عصاره آبی و الکلی، دانه روغنی

 

مقدمه[1]

علف‌هرز، گیاهی است ناخواسته، نابه‌جا، دارای قدرت دخالت و با ارزش منفی است (Rashed Mohassel et al., 2006). دخالت علف‌های هرز در اکوسیستم‌های زراعی، علاوه بر رقابت برای منابع محیطی، شامل اثرات آللوپاتیکی (خودمسمومیتی و دگرآسیبی) آنها نیز می‌باشد. ارقام گیاهـان زراعـی بـا توجـه بـه خصوصـیات فیزیولـوژیکی و مورفولوژیکی مختلف توانایی رقابت متفاوتی با علف‌های هـرز دارنـد. بنابراین، تأثیر منفی علف‌های هرز روی ارقام مختلف متفاوت خواهـد بود. اولین قدم مهم در مدیریت تلفیقی علف‌هـای هـرز بـا تکیه‌بر کشاورزی پایدار، اصلاح و کشت ارقام با توانـایی رقابـت بـالا است. مطالعات مختلف وجود تنوع موجود در میان ژنوتیپ‌های مختلف گیاهان زراعی ازنظر تحمل تنش‌های زیستی (رقابـت بـا علـف‌هـای هرز) و غیر زیستی را نشان داده است (Baghestani and Zand, 2004; Nemati et al., 2012; Farid Nia et al., 2009).

امروزه هرچند کنترل شیمیایی در مورد بسیاری از علف‌های هرز مؤثر است، اما بالا بودن هزینه کنترل شیمیایی، راه‌یابی علف‌کش‌های مصنوعی به ذخایر آب‌های زیرزمینی، اثرات نامطلوب آن‌ها بر محیط‌زیست و دیگر موجودات و افزایش مقاومت به علف‌کش‌ها در گونه‌های مختلف علف‌هرز، نیاز به روش‌های دیگر برای کنترل علف‌های‌هرز را ضروری می‌سازد. به همین دلیل بسیاری از محققان بر این باورند که باید استفاده از خاصیت آللوپاتی را در کنترل علف‌های هرز موردمطالعه و تحقیق بیش‌تری قرارداد (Saharkhi et al., 2010). بنابراین در حال حاضر نیاز به علف‌کش‌های جدیدی می‌باشد که فرآیندهای مختلف گیا‌هان هرز را مورد هدف قرار دهند و برای محیط‌زیست بی‌خطر بوده و کارآیی بیش‌تری هم داشته باشند. هم‌چنین در غلظت‏های پایین فعال بوده و گسترة فعالیت وسیعی داشته باشند (Hejazi, 2001). در این راستا استفاده از ویژگی آللوپاتی گیاهان آللوپات می‏تواند نقش مهمی در مدیریت و کنترل علف‏های ‌هرز ایفا کند. این گیاهان از طریق تولید و ترشح متابولیت‏هایی که به محیط اطراف خود رها (آزاد) می‌کنند تأثیر منفی بر جوانه‌زنی و رشد علف‏های‌ هرز مجاور گذاشته و از این طریق رشد و تراکم آن‏ها را محدود می‏کنند. لذا استفاده از این نوع گیاهان و یا بقایای آن‏ها می‌تواند موجب کاهش مصرف علف‏کش‏ها شود (Mighani, 2003). برای تعیین فعالیت آللوپاتی گیاهان از سنجش‌های زیستی متعددی از قبیل رویش دانه، بلند شدن ریشه‌چه و رشد دانه استفاده می‌شود. رویش دانه در همه آزمایش‌ها حساسیت یکسانی نشان نمی‌دهد. رشد طولی ریشه به‌دلیل نزدیکی با ترکیبات آللوپاتیک حساس‌تر است، زیرا فرآیندهای فیزیولوژیکی متعددی در آن وجود دارد که احتمال دارد تحت تأثیر آللوکمیکال‌ها تغییر کند (Gibson et al., 2003). به‌طورکلی ترکیبات آللوپاتیک رشد و نمو گیاهان را از طریق تداخل در فرآیندهای مهم فیزیولوژی هم‌چون تغییر ساختار دیواره سلولی و نفوذپذیری و عمل غشای سلولی، جلوگیری از تقسیم سلولی و فعالیت برخی آنزیم‌ها، تعادل هورمون‌های گیاهی، جوانه‌زنی بذر و لوله‌گرده، جذب عناصر‌ غذایی، فتوسنتز، تنفس و تغییر ساختار DAN و RNA مختل می‌سازد (Seigler, 1996).

طی تحقیقی گزارش شد که تأثیرات شناخته‌شده آللوکمیکال‌ها شامل ناهنجاری‌های آناتومیکی، کاهش جذب، کاهش جوانه‌زنی، کاهش رشد و کلروزه شدن برگ‌ها می‌باشد. میزان بازدارندگی این مواد به غلظت عصاره آبی گیاه مورد آزمایش بستگی دارد (El Shora and Abdoljavad, 2015). در بررسی اثرات اللوپاتیک کنجد بر رشد کانولا در خوزستان مشاهده نمودند که عصاره اندام‌های مختلف کنجد (برگ، ریشه، ساقه و گل) بر سرعت و درصد جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، ساقه چه و وزن ساقه چه معنی‌دار بود (Shahrajabian et al., 2005). نتایج دگرآسیبی بقایای 38 رقم گندم در استرالیا نشان داد که جوانه‌زنی و رشد ریشه‌چه چچم یک‌ساله تحت تأثیر عصاره آبی بقایای گندم کاهش می‌یابد و اثر بازدارندگی رقم‌های گندم تفاوت معنی‌داری دارد (Wu et al., 2000). در آزمایشی مشاهده نمودند که افزایش عصاره آبی آفتابگردان از طریق افزایش تخریب غشای سلولی، نقش مؤثری در بازدارندگی رشد علف‌های هرز جودره و سوروف داشتند (Faramarzi and Ahmadi, 2012).

کنجد زراعیSesamun indicum گیاهی یک‌ساله، خودگرده‌افشان و متعلق به خانواده پدالیاسه است (Hahm et al., 2009). دانه کنجد دارای50 درصد روغن، 25 درصد پروتئین و غنی از مواد معدنی نظیر کلسیم، فسفر و ویتامین E می‌باشد. روغن کنجد علاوه برخاصیت غذایی، درمانی، بازکننده رگ‌های‌ خون و حدوداً هم‌ردیف روغن‌زیتون است (Khazaei et al., 2009). در کشور ما ایران نیز سطح زیر کشت کنجد حدود 40000 هکتار و تولید آن حدود 28000 تن با متوسط عملکرد 700 کیلوگرم در هکتار می‌باشد (FAO, 2012). علف‌هرزخربزه وحشی در مزارع استان گلستان در سال‌های 1388-1386 گزارش‌شده است. این گیاه در سال‌های قبل جزء فلور علف‌های هرز این مزارع نبوده‌اند و اخیرًا به آن اضافه شده و تقریباً به‌طور گسترده در اکثر مزارع سویای و دیگر محصولات زراعی ازجمله کنجد استان گلستان انتشاریافته است (Sarvari Nejad et al., 2012). از دلایل موفقیت و بقای این علف‌هرز تولید بذر فراوان، سازگاری با شرایط اقلیمی منطقه و عدم وجود علف‌کش مناسب جهت کنترل آن‌ها می‌باشد که در گسترش و غالبیت آن‌ها در مزارع نقش بسزایی داشته و شرایط را برای مهاجم شدن آن‌ها فراهم کرده است. در بیشتر مطالعات اثر آاللوپاتی علف‌هرز بر جوانه‌زنی و رشد گیاه زراعی و بالعکس مورد بررسی قرارگرفته است، اما مطالعات درزمینهی اثر دگرآسیبی کنجد زراعی بر علف‌های هرز به‌ویژه خربزه وحشی اندک می‌باشد. با توجه به این‌که از خاصیت دگرآسیبی گیاهان زراعی بر جوانه‌زنی و کنترل علف‌های هرز در جهت کاهش مصرف سموم سنتزی می‌توان استفاده نمود. بنابراین هدف تحقیق حاضر، ارزیابی پتانسیل دگرآسیبی اندام هوایی کنجد زراعی مورد کاشت در استان گلستان بر خصوصیات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌ای علف هرز مهاجم خربزه وحشی بود.

 

مواد و روش‌ها

برای آزمایش، اندام هوایی کنجد زراعی در مرحله رسیدگی فیزیوژیک از سطح مزارع گرگان با طول جغرافیایی ۵۴ درجه و 30 درجه شرقی و عرض جغرافیایی ۳۶ درجه و ۵0 دقیقه شمالی و 138 متر ارتفاع از سطح دریا با متوسط دمای سالانه 4/13 درجه سانتی‌گراد و400 الی 450 میلی‌متر بارش سالیانه در سال 1396 جمع‌آوری شد.

نحوه آماده‌سازی نمونه‌های گیاهی: اندام هوایی کنجد زراعی پس از برداشت دانه و اتمام عملیات خرمنکوبی، جمع‌آوری و به آزمایشگاه علوم علف‌های هرز مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گلستان انتقال داده شد. جهت برداشتن گردوغبار به مدت 30 ثانیه (جلوگیری از آبشویی آللوکمیکال‌ها) مورد شستشو قرار گرفتند. سپس ابتدا نمونه‌ها در شرایط سایه، نیمه پژمرده و سپس با کمک آون تا رسیدن به وزن ثابت 10 درصد بر وزن پایه‌تر (Caceres, 2000)، در دمای70 درجه سانتی‌گراد خشک شدند. نمونه‌های حاصل توسط آسیاب برقی بامش 40 پودر گردید و تا زمان انجام آزمایش در کیسه‌های پلاستیکی نگه‌داری شدند.

روش تهیه عصاره هیدرو متانولی: مقدار100 گرم اندام هوایی پودر شده کنجد زراعی را درون ارلن محتوی یک لیتر محلول هیدرو متانولی به نسبت 20:80 آب و متانول مخلوط شد. سوسپانسیون حاصل بر روی دستگاه لرزاننده (جهت آزادسازی آللوکمیکال‌ها) به مدت 72 ساعت در شرایط آزمایشگاه قرار داده شد. سپس برای جداسازی عصاره از چندلایه پارچه تنظیف عبور داده شد. عصاره به‌دست‌آمده در بن ماری در دمای بیشتر از نقطه‌جوش متانول (65 درجه سانتی‌گراد) تا خروج متانول نگه‌داری شد. سپس از عصاره به‌دست‌آمده، غلظت‌های مختلف شاهد (آب مقطر)، 10، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80، 90 و 100 درصد با کمک آب مقطر ساخته شد.

روش زیست‌سنجی: برای شروع آزمایش، بذور خربزه وحشی از واحد علوم علف‌های هرز بخش تحقیقات گیاه‌پزشکی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان تهیه شد. ابتدا بذور با محلول هیپو‌کلرید‌ سدیم 5 درصد به‌ مدت 15 ثانیه ضدعفونی و سه بار با آب مقطر مورد شستشو قرار گرفتند. 5 میلی‌لیتر از عصاره به‌دست‌آمده از هر غلظت در پتری دیش‌های استریل شده حاوی20 عدد بذور ضدعفونی شده قرار داده شد. این آزمایش در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه علوم علف‌های ‌هرز مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گرگان به اجرا درآمد. نمونه‌ها در اتاقک رشد با تناوب نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی و در دمای 3±25 درجه سانتی‎گراد و رطوبت نسبی 75 درصد  نگه‌داری شدند.

از روز دوم آزمایش، تعداد بذور جوانه‌زده به‌صورت روزانه تا روز دهم در زمان معین ثبت شد. در انتهای روز دهم سرعت و درصد جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، طول ساقه چه و دیگر پارامترهای جوانه‌زنی به‌شرح ذیل مورداندازه‌گیری قرار گرفت.

 

روش اندازه‌گیری صفات جوانه‌زنی

درصد جوانه‌زنی: برای درصد جوانه‌زنی، بذور جوانه‌زده با ریشه بلندتر از دو میلی‌متر شمارش شدند (Hardgree and Van Vactor, 2000). درصد جوانه‌زنی از بذور جوانه‌زده در روز آخر (هفتم) در نظر گرفته و با استفاده از رابطه (1) برآورد شد.

رابطه (1)                                              

که در آن، RG: درصد جوانه‌زنی، ni: تعداد بذر جوانه‌زده در روز، n: تعداد کل بذرها می‌باشد.

 

 سرعت جوانه‌زنی: سرعت جوانه‌زنی با استفاده از روش ماگوئر (Maguire) محاسبه شد

رابطه (2)                                      

که برابر با مجموع نسبت Ni/Ti است که در آن Ni تعداد بذرهای جوانه‌زده در هر روز و Ti تعداد روزهای پس از کاشت به‌دست‌آمده آمد (روز اول تا هفتم) (Sohani, 1996).

یکنواختی جوانه‌زنی و شروع و پایان مؤثر جوانه‌زنی: مدت‌زمان لازم برای 10و90 درصد جوانه‌زنی با استفاده از نرم‌افزار Germin محاسبه شد (Soltani, 2000).  

 

شاخص بنیه بذر: شاخص بنیه بذر از حاصل‌ضرب درصد جوانه‌زنی نهایی (درصد جوانه‌زنی در روز آخر) در طول گیاه چه به‌دست‌آمده آمد (Agrawal, 2003).

رابطه (3)                  شاخص بنیه بذر = درصد جوانه‌زنی نهایی × طول گیاهچه

طول ریشه‌چه و طول ساقه چه در روز آخر جوانه‌زنی بذور، به‌وسیله خط‌کش میلی‌متری مورد اندازه‌گیری قرار گرفت.

 

تجزیه و تحلیل داده‌ها

تجزیه داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS, 9.1 انجام شد.مقایسهمیانگین داده‌ها با استفاده از آزمون حداقل اختلاف معنی‌دار در سطح احتمال پنج درصد و برای ترسم نمودارها از نرم‌افزار Excelاستفاده شد. ازآنجایی‌که در تیمارهای 80، 90 و100 درصد غلظت عصاره هیچ‌گونه جوانه‌زنی مشاهده نشد، این تیمارها در تجزیه نهایی حذف و مورد محاسبه قرار نگرفت.

 

نتایج و بحث

تجزیه واریانس اثر دگرآسیبی غلظت‌های مختلف عصاره هیدرومتانولی اندام هوایی کنجد زراعی بر صفات جوانه‌زنی علف هرز خربزه وحشی: مطابق جدول 1، عصاره هیدرومتانولی کنجد زراعی بر صفات درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، طول ساقه چه، ضریب آلومتری، یکنواختی جوانه‌زنی، شروع مؤثر جوانه‌زنی (مدت‌زمان لازم برای رسیدن به 10 درصد جوانه‌زنی)  و شاخص بنیه بذر خربزه وحشی در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود.

درصد جوانه‌زنی: نتایج حاصل از مقایسه میانگین‌ داده‌های درصد جوانه‌زنی بذر خربزه وحشی تحت غلظت‌های مختلف عصاره هیدرومتانولی کنجد زراعی در جدول 2 آمده است. بیشترین درصد جوانه‌زنی در تیمار شاهد معادل 75 درصد به‌دست‌آمده آمد. اما از لحاظ آماری با غلظت 10 درصد اختلاف معنی‌داری را نشان ندادند، در مقابل کمترین درصد جوانه‌زنی در غلظت 70  درصد با میزان 27 درصد مشاهده شد. با افزایش غلظت عصاره، کاهش درصد جوانه‌زنی بذر خربزه وحشی مشاهده گردید. آزاد شدن ترکیبات اللوپاتیک در محیط، مانع جوانه‌زنی و رشد گیاهان دیگر می‌شود. تفاوت در تأثیر تیمارها مربوط به حد آستانه غلظت این ترکیبات در غلظت‌های مختلف می‌باشد (Kil et  al., 2000). مواد دگر آسیب در غلظت‌های کم ممکن است اثرات مثبت یا منفی بر گیاهـان هـدف داشـته باشند امـا در غلظت‌های زیـاد همیشـه بازدارنـده هسـتند (Weston, 1996).

سرعت جوانه‌زنی: مطابق نتایج، بیشترین سرعت جوانه‌زنی به تیمار شاهد معادل 0097/0 تعداد بذر بر روز اختصاص داشت. در مقابل در غلظت 70 درصد (006/0 تعداد بر روز) کمترین این میزان به‌دست‌آمده آمد (جدول2). مکانیزمی که باعث کاهش جوانه‌زنی بذور می‌گردد. احتمالاً مربوط به کاهش فعالیت آنزیم‌هایی مانند آلفا آمیلاز است که در جوانه‌زنی بذر نقش مهمی دارند. مواد آللوشیمیایی با تأثیر بر القای هورمون‌های جوانه‌زنی از قبیل جیبرلین و اسید‌ایندول‌استیک و هم‌چنین اثر بر فعالیت آنزیم‌های ویژه مانند آمیلازها و پروتئینازها که برای فرآیند جوانه‌زنی ضروری است سبب کاهش سرعت جوانه‌زنی می‌شوند (Kruse, 2000). به نظر می‌رسد کاهش سرعت جوانه‌زنی بذر تحت تأثیر مواد آللوکمیکال موجود در اندام‌های هوایی کنجد می‌تواند در کاهش قدرت رقابت‌پذیری علف‌های هرز با محصولات بعدی و درنتیجه کاهش استقرار اولیه آن‌ها مؤثر باشد. در این مطالعه درصد جوانه‌زنی علف هرز خربزه وحشی نسبت به‌سرعت جوانه‌زنی بیشتر تحت تغییرات غلظت‌های مختلف ترکیبات عصاره هیدرومتانولی کنجد زراعی کاهش نشان داد.

طول ریشه‌چه: میزان تغییرات طول ریشه‌چه خربزه وحشی در دامنه‌ای بین 17/10 و 8/2 سانتی‌متر بود. بیشترین میزان معنی‌دار مربوط به تیمار شاهد بود. درحالی‌که کمترین این میزان مربوط به غلظت 70 درصد بود (جدول 2). ریشه‌چه ذرت خوشه‌ای تحت عصاره آبی علف‌هرز ازمک قرار گرفت. با توجه به این‌که ریشه‌چه اولین بخش از گیاه‌چه است که مستقیماً در تماس با مواد آللوشیمیایی قرار می‌گیرد این احتمال وجود دارد که تأثیر مواد آللوپاتیک عصاره بر آن زیاد باشد (Mojab, 2008 Mahmoodi and). گزارش‌شده است که کاهش رشد ریشه‌چه تحت تأثیر مواد آللوشیمیایی به دلیل اثر کاهنده این مواد بر تقسیم سلولی و تأثیر بازدارنده آن‌ها بر اکسین (القاء کننده رشد ریشه) و دخالت در تنفس و فسفوریلاسیون اکسیداتیو می‌باشد (Bond and Turner, 2006). ﻣﻮاد آﻟﻠﻮﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻣﻮﺟﻮد در ﻳﻮﻧﺠﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ رﺷـﺪ رﻳﺸـﻪ و ﺗﺎرﻫﺎی ﻛﺸﻨﺪه رﻳﺸـﻪ می‌شوند. گزارش نمود که مریستم انتهایی در ریشه به‌شدت تحت تاثیر مواد دگرآسیب قرار می‌گیرد و تقریباً رشد آن متوقف می‌شود که نتیجه آن کاهش رشد طولی و وزن خشک‌ریشه است (EL-Khawes and Shahla, 2005 Miller, 1990;  Hedge and).

طول ساقه‌چه: همان‌طوری که از جدول 2 مشاهده می‌شود طول ساقه چه خربزه وحشی با افزایش غلظت عصاره هیدرو متانولی کنجد زراعی کاهش یافت. بیشترین طول ساقه چه با 6 سانتی‌متر به تیمار شاهد اختصاص داشت. در مقابل کمترین  طول ساقه چه با 5/0 سانتی‌متر در تیمار با غلظت عصاره 70 درصد مشاهده گردید. که اختلاف معنی‌داری بین غلظت‌های مختلف مشاهده گردید. تأخیر یا مانعت از جوانه‌زنی بذور را می‌توان به اثرات اولیه آللوکمیکال‌ها بر فرآیندهای متابولیک نسبت داد؛ واکنش و فرآیندهایی مانند تقسیم‌سلولی، تولید هورمون‌ها، پایداری و نفوذ‌پذیری غشاء و تنفس می‌توانند به‌عنوان هدف و نقطه اثر برای مواد آللوکمیکال‌ها مطرح باشند. از طرفی تأخیر یا توقف حرکت مواد ذخیره‌ای در بذور تحت تنش، کمبود فرآیند‌های تنفسی و درنهایت کمبودATP  در حضور مواد آللوکمیکال‌ها می‌‌تواندکاهش مؤلفه‌های جوانه‌زنی را به دنبال داشته باشد (Bond and Turner, 2006). بررسی واکنش طول ریشه‌چه و ساقه چه علف‌هرز خربزه وحشی بـه تغییـرات غلظت عصاره هیدرومتانولی کنجد زراعی نشان داد که طول ساقه چه بیشتر تحت تأثیر ترکیبات دگر آسیب کنجد زراعی قرار گرفت. بنابراین می‌توان نتیجه‌گیری نمود که احتمالاً طویل شدن سلول‌ها از طریق ممانعت از عمل هورمون‌ها، کاهش تقسیم سلولی و ممانعـت از جذب عناصر غذایی تحت تأثیر ترکیبات آللوکمیکال قرار گرفته باشـد (Mighani, 2003).

ضریب آلومتری: نتایج مقایسه میانگین‌ها نشان داد که غلظت 10 و20 درصد عصاره هیدرو متانولی اندام‌ هوایی کنجد زراعی کاهش معنی‌داری بر ضریب آلو متریک خربزه وحشی نشان ندادند. در مقابل در سایر غلظت‌ها از روند کاهش معنی‌داری نسبت به تیمار شاهد برخوردار بود. به‌طوری‌که کمترین ضریب در غلظت 70 درصد به میزان 21/0 اختصاص داشت (جدول2). درمجموع با افزایش غلظت عصاره کنجد زراعی، ضریب آلو متریک کاهش نشان داد. این امر نشان‌دهنده کاهش نسبت طول ریشه‌چه به ساقه چه است. چون ریشه‌چه اولین اندامی است که مواد آللوپاتیک را به‌طور مستقیم از محیط جذب می‌کند، بیشتر تحت تأثیر این مواد آللوکمیکال قرار می‌گیرد (Mahmoodi and Mojab, 2008).

یکنواختی جوانه‌زنی: بر اساس نتایج حاصل از مقایسه میانگین‌ها در جدول 2، غلظت‌های پایین 10 و 20 درصد از عصاره اندام هوایی کنجد زراعی تأثیر معنی‌داری بر یکنواختی جوانه‌زنی خربزه وحشی نسبت به شاهد نشان ندادند. اما این صفت در غلظت‌ 30 درصد و بالاتر به‌شدت کاهش نشان داد. به‌طوری‌که بیشترین کاهش معنی‌دار یکنواختی جوانه‌زنی مربوط به دو غلظت 60 و 70 درصد  به میزان  56 و 26 درصد بود (جدول2). اثرات مشابهی از اثر دگر‌آسیبی اندام هوایی گندم بر علف‌هرز تاج‌خروس و سس دست پیدا نمودند. مکانیزمی که کاهش جوانه‌زنی بذور را سبب شده است احتمالاً مربوط به کاهش فعالیت‌های آنزیم‌هایی همچون الفاء آمیلاز است که در جوانه‌زنی بذر نقش دارند. هم‌چنین براند عوامل متعددی چون کاهش تقسیم میتوزی در سیستــم ریشه، کاهش فعالیت‌های آنزیم‌های کاتالیز‌کننده فرآیندهای حیاطی گیاه و اختلال در جذب یون‌های معدنی در حضور مواد اللوشیمیایی رخ می‌دهد سبب کاهش میزان رشد گیاهچه‌ها می‌گردد (Rahmati et al., 2015).

شروع موثر جوانه‌زنی: شروع مؤثر جوانه‌زنی در تیمار شاهد با 7 ساعت کمترین زمان را به خود اختصاص داد در حالی ‌که در غلظت70 درصد با 149ساعت بیشترین مدت‌زمان لازم برای شروع مؤثر جوانه‌زنی به‌دست‌آمده آمد (جدول 2). نتایج به‌دست‌آمده در این مطالعه هم‌چنین نشان داد که غلظت‌های 10 و 20 درصد عصاره هیدرومتانولی برخلاف سایر غلظت‌ها، تأثیر کاهشی معنی‌داری بر شروع مؤثر جوانه‌زنی علف‌هرز خربزه وحشی در مقایسه با شاهد نشان ندادند.

شاخص بنیه بذر: نتایج حاصل از مقایسه میانگین نشان داد که ازنظر شاخص بنیه بذر (Vigor) بین غلظت‌های شاهد، 10،20،30،40 و 50 درصد اختلاف معنی‌داری با تیمار شاهد وجود دارد و با افزایش غلظت عصاره از شاخص بنیه بذر کاسته شد. بالاترین شاخص بنیه بذر مربوط به تیمار شاهد به میزان 451  مشاهده گردید و کمترین در تیمار غلظت 70 درصد به میزان 15 مشاهده گردید. در بررسی تأثیر آللوپاتیک آویشن کوهی بر جوانه‌زنی و بذر و رشد اولیه گیاهچه های علف پشمکی و چمن گندمی بلند اختلاف معنی‌داری مشاهده نمودند و در تیمار شاهد بالاترین و غلظت 75 درصد کمترین شاخص بنیه بذر مشاهده گردید. غلظت‌های مختلف عصاره هیدرو متانولی اندام هوایی کنجد زراعی تأثیر کاهشی معنی‌داری بر شاخص بنیه بذر خربزه وحشی نشان دادند که ازلحاظ آماری با تیمار 40 درصد اختلاف معنی‌داری نشان داد. کاهش بنیه بذر، کاهش جوانه‌زنی بذر را به دنبال دارد که این امر دیرتر سبز شدن علف هرز را به دنبال خواهد داشت این امر باعث می‌شود گیاه اصلی زودتر در مزرعه استقرار پیدا نموده و در رقابت با علف هرز از منابع بهتر استفاده نماید (Saberi et al., 2011).

 

نتیجه‌گیری کلی

به‌طورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که اندام هوایی کنجد زراعی دارای اثرات دگر آسیب بر مؤلفه‌های جوانه‌زنی و رشدی علف هرز خربزه وحشی می‌باشد و حد آستانه غلظت آن‌ها برای اعمال اثر بازدارندگی متفاوت است. این مطالعه هم‌چنین نشان داد که درصد جوانه‌زنی نسبت به‌سرعت جوانه‌زنی و طول ریشه‌چه نسبت به طول ساقه چه خربزه وحشی بیشتر مورد هدف غلظت‌های مختلف کنجد زراعی قرار گرفتند. هرساله اندام‌های مختلف کنجد پس از برداشت دانه به دور ریخته می‌شود، بنابراین با توجه به اثبات اثر دگرآسیبی این گیاه بر علف هرز خربزه وحشی و از سوی دیگر سرعت تجزیه‌پذیری ترکیبات با منشاء طبیعی، پیشنهاد به تجزیه فیتوشیمی موجود در این گیاه و سپس استفاده از آن به‌عنوان علف‌کش طبیعی می‌باشد.

---

*نویسنده مسئول:[e-mail]

مراجع

Aghaee, M. 2016. Seed dormancy breaking methods of ten common weed species in summer crops of Golestan province. Ms.c. thesis, Gorgan Azad University.

Agrawal, R. 2003. Seed technology. Pub. Co. PVT. LTD. New Delhi. India.

Baghestani, M.A. and zand, E. 2004. Evaluation of Competitive Power of Some Genetic Types of Winter Wheat (Triticum aestivum) versus weeds with an emphasis on goldfish (goldbachi alaevigata) and wild oat (Avena ludoviciana) in the Karaj region. Plant pests and diseases. 72 (1): 91-112. [In Persian with English abstract].

Bond, W. and Turner, R.  2006. The biology and non-chemical control of common amaranth (Amarantus retroflexus L.). New York. John Wiley and Sons, INC.

Caceres, A. 2000. Calidad de la material prima para la elaboracion de productos fitofarma ceuticas. Primer Congreso International FITO.

El Shora, H.M. and El Gawad, A. 2015. Physiological and biochemical responses of Cucurbita pepo L. mediated by Portulaca oleracea L. allelopathy. Fresenius Environmental Bulletin. 24: 386- 393.

EL-Khawes, S.A. and Shehela, M.M. 2005. The allelopathic potentialities of Acacia and Eucalyptus prostrate on monocot (Zea mays L.) and dicot (Phaseeolus vulgaris L.). Plant Biotechnology. 4(1): 23-24.

FAO. 2012. Yearbook production. FAO Pub. Rome, Italy.

Faramarzi, S. and Ahmadi, A. 2015. Degradation effect of sunflower aqueous extract on the enzymatic activity of Seedlings and Seedlings. Journal of Applied Research of Plant Ecophysiology of the University of Kunduz. Second period. First number. [In Persian with English abstract].

Fardian, A., Baghestani, M.A., Zand, E. and Noormohammadi, G. 2009 Competitive power evaluation of wheat cultivars (Triticum aestivum) versus weed (Descurainiasophia). Journal of Plant Protection. C. 23. Sh. 81-74: 2. [In Persian with English abstract].

Gibson, L. and Liebman, M. 2003. A laboratory exercise for teaching plant interference and relative growth rate concepts. Weed Technology. 17: 394-402.

Hahm, T.S., Park, S.J. and Martin Lo, Y. 2009. Effects of germination on chemical composition and functional properties of sesame (Sesamum indicum L.) seeds. Bioresour. Technol. 100: 1643-1647.

Hardgree, S.P. and Van Vactor, S.S. 2000. Germination and emergence of primed grass Harper, J. R., and Balke, N. E. Characterization of the inhibition of K absorbtion in oat roots by salicylic acid. Plant Physiology. 68: 1349. 1981.

Hejazi, H. 2001. Allelopathy (autotoxicity and hetrotoxicity).  Tehran University press.181p. [In Persian]

Ismail, B.S., and Chong, T.V. 2002. Effect of aqueous extract and decomposition of Mikania micrantha on selected agronomic crops. Weed Biol. Manag. 2: 31-38.

Khazaei, J. and Moharnmadi, N. 2009. Effect of temperature on hydration kinetics of sesame seeds (Sesamum indicum L.). J. Food Engin. 91: 542-552. [In Persian with English abstract].

Kiarostami, K. 2008. Allelopathic effects of some weeds on germination and growth of seedlings of different wheat cultivars. Journal of Research and Development. [In Persian].

Kil B.S., Han, D.M., Lee, C.H., Kim, Y.S., Yun, K.Y. and Yoo, H.G. 2000. Allelopathic effects of Artimisia lavandulaefolia. Korean Journal Ecology. 23: 149-155.

Kruse, M., Strandberg, M. and Strandberg, B. 2000. Ecological effects of allelopatic plants. A review National Enviroment Research Institute, Sikleborg, Denmark. 66pp.

Mighani, F. 2003. Allelopathy, concepts and aplications, Parto Vaghe Press. 256p. [In Persian with English abstract].

Mojab, M. and Mahmoodi, M. 2008. Survey of allelopathic effect of aerial and underground organ aqueous extract of Cardaria draba on germination and growth seedling of Sorghum bicolor. Electronic Journal of Crop Production. 1(4): 65-78. [In Persian with English abstract].

Nemati, M., Asghari, A., Sofalian, O., Rasoulzadeh, A. and Mohammaddoust, H.R. 2012. Effect of water stress on rapeseed cultivars using morpho-physiological traits and their relations with ISSR markers. Journal of Plant Physiology Breeding. 2 (1): 55-66. [In Persian with English abstract].

Rahmati,E., Aghalikhani, M., Mighani, F.and Dehghani F. 2015. Evaluation of Agression Effect of Wheat Field Extract on Different Phases on Phonology on Seed Germination and Growth of Two Weed Species. Journal of Plant Research. 28(5): 974-985. [In Persian with English abstract].

Rashed Mohassel, M.H., Najafi, H. and Akbarzadeh, M.D. 2001. Weeds biology and control. Ferdowsi University of Mashhad Press, 404p. [In Persian with English abstract].

Saberi, M., Shahriyari, A., Jafari, M., Ternian, F. and Safari, H. 2011. Allelopathic effects of mountain rhizosphere on germination and seed and early growth of grasshopper and grassy grass. Watershed research. 93: 18-25. [In Persian with English abstract].

Saharkhiz, M.J., Smaeili, S. and Merikhi, M. 2010. Essential oil analysis and phytotoxic activity of two ecotypes of )Zataria multiflora( Boiss. growing in Iran. Natural Product Research. 24: 1598-1609. [In Persian with English abstract].

Sarvari Nejad, A.M., Younis Abadi, M. and Habibian, L. 2012. Introducing new aggressive weeds in soybean fields of Golestan province. Agricultural and Natural Resources Research Center of Golestan Province. [In Persian with English abstract].

Seigler, D.S. 1996. Chemistry and mechanisms of allelopathic interactions. Agron. J. 88: 876-885.

Shahrajabian, M., Fathi,G., Bakhshandeh, A. and soleymani, A. 2010. Study of Allelopathic Effects of Sesame on Growth and Germination of Canola in Khuzestan. Fifth Conference on New Ideas in Agriculture. Islamic Azad University of Khorasgan, Isfahan. [In Persian with English abstract].

Sohani, M. 1996. Control and certified seed. Guilan University press. 166p. [In Persian with English abstract]

Soltani, A. 2007. Application of SAS in statistical analysis. Jahad Daneshgahi of Mashhad publisher. Mashhad. 182p. [In Persian]

Soltani, A., Galeshi, S., Zeinali, E. and Latifi, N. 2002. Germination seed reserve utilization and seedling soybean seed. Agron. J. 72:749-753. [In Persian with English Summary].

Weston, L.A. 1996. Utilization of allelopathy for weed management in agro-ecosystems. Agron. J. 88: 860-866.

Wu, H., Pratley, J., Lemerle, D. and Haig, T. 2000. Laboratory screening for allelopathic potential of wheat (Triticum aestivum) accessions against annual Ryegrass (Lolium rigidum). Agust. J. Agric. Res. 51: 259-66.