مقاله پژوهشی اثر تنش خشكي آخر فصل بر عملكرد و كيفيت نانوايي

 اثر تنش خشكي آخر فصل بر عملكرد و كيفيت نانوايي ژنوتيپ هاي گندم هگزاپلوييد 

نویسندگان: مهدي متقي(مکاتبه کننده)، گودرز نجفيان و محمدرضا بي همتا

                                                                    چكيده        

  به منظور بررسي اثرتنش خشكي آخر فصل بر عملكرد و خصوصيات كيفي(كيفيت نانوايي) ژنوتيپهاي گندم، آزمايشي با 180 ژنوتيپ گندم هگزاپلوئيد در سال زراعي 85-1384 در دو شرايط تنش آبي انتهايي ( قطع آبياري از مرحله گرده افشانی به بعد) و بدون تنش در قالب طرح سيستماتيك بدون تكرار در موسسه تحقيقات اصلاح و تهيه نهال و بذر كرج انجام گرفت. با شناسايي و دسته بندي ژنوتيپهاي متحمل دارای پتانسيل عملكرد مطلوب (گروهA فرناندز)، ژنوتيپهاي دارای پتانسيل عملكرد مطلوب و حساس به خشكي (گروه B فرناندز) و ژنوتيپهاي نسبتا متحمل، اقدام به بررسي صفات كيفي ژنوتيپهاي هر سه گروه گرديد. نتايج آزمايشات مربوط به خواص نانوايي ژنوتيپهاي هر سه گروه، نشان داد كه نظریه رایج " بهبود خصوصیات كيفي گندم نان تحت شرایط تنش خشکی"، بدلیل افزايش میزان پروتئين دانه در اثر كاهش قابل توجه وزن هزار دانه در شرایط تنش، تنها در مورد ژنوتيپهاي حساس (و تا حدودي در مورد ژنوتيپهاي نسبتا متحمل) صادق است و در مورد ژنوتيپهاي متحمل به تنش بدليل عدم تغيير چشمگير نسبت پروتئين به نشاسته در شرايط تنش صادق نيست. نتايج اين تحقيق نشان داد كه شناسايي ارقام پر محصول با خصوصيات كيفي مطلوب در شرايط بهينه و تنش امکان پذیر است،  چنانكه در اين آزمايش 7 ژنوتيپ متحمل به تنش داراي كيفيت نانوايي مطلوب در هر دو شرايط بهينه و تنش شناسايي شدند. همچنين، اگرچه ژنوتيپهاي حساس به خشكي ممكن است در طي دوره هاي خشكي كيفيت نانوايي مطلوبي داشته باشند، اما  عملكرد دانه آنها کاهش خواهد یافت.

واژه های كليدي : تنش خشكي انتهايي، شاخص گلوتن، كيفيت نانوايي، گندم و میزان پروتئين.         

Effects of late season drought stress on yield and baking quality of hexaploid wheat genotypes                         

Mottaghi, M. (Corresponding author), G.Najafian, M.R. Bihamta                         

In order to study the response of 180 genotypes of hexaploid wheat to terminal drought stress for yield and quality characters (baking quality), this experiment was conducted in 2005/2006 cropping season in Seed and Plant Improvement Institute (SPII) field experiment station at Karaj. Genotypes were planted in two separate experiments; one under non-stress and in the other one, stress was applied from anthesis to physiological maturity. A systematic design with no replication was used. After identification and classification of genotypes in three groups: tolerant genotypes with reasonable yield potential (group A of Fernandez), genotypes with reasonable yield potential and susceptible to drought stress (group B of Fernandez) and moderately tolerant genotypes, genotypes of this three groups were evaluated for quality characters. Results of this experiments showed the theory of ''improving bread quality characters of bread wheat under stress conditions'' is applicable only for susceptible lines (and relatively for moderately tolerant genotypes) due to increasing of grain protein content followed by reduction of 1000 grain weight. This theory is not relevant to tolerant genotypes to drought, because of no considerable change in proportion of protein to carbohydrates under stress conditions. The results of this study suggested that identification of cultivars with high grain yield and desirable quality characters under non-stress and stress conditions is possible, as it was done in this experiment through identifying 7 tolerant genotypes with good quality characters under non-stress and stress conditions. Although susceptible genotypes may gain better baking quality under stress conditions, but this is compensated by yield penalty.

Key words: Terminal drought stress, Gluten index, Baking quality, wheat and Protein content.                  

مقدمه                                                                        

در حالي كه در دهه هاي گذشته، محور اصلی برنامه هاي تحقيقات به نژادی غلات در ايران معرفی ارقام پر محصول  در شرايط بهينه آبي بوده است، محدوديت آبياري اراضی گندم آبی بخصوص در آخرفصل( به دلیل رقابت زراعت های بهاره با آخرين آبياری گندم در مرحله بحراني دانه بندی گياه) و بدنبال آن نقصان شديد عملكرد ارقام گندم در شرايط تنش انتهايي،  باعث شده تا شناسايي و معرفي ارقامی که با حداکثر دو نوبت آبياری در بهار ( پس از پايان بارندگی  هاي بهاره) عملکرد قابل قبولي دارند، در برنامه هاي به نژادي مورد توجه قرار گيرد (Ghodsi  et  al.,  2004). ارزيابي واكنش ارقام و ژنوتيپ هاي گندم در شرايط بهينه رطوبتي و تنش آبي آخر فصل با استفاده از شاخص هايي چون شاخص حساسيت به تنش  (Stress Susceptibility Index = SSI)  فيشر و مورر (Fisher and Maurer, 1978)، دو شاخص ميانگين حسابی (Mean Productivity = MP) و تحمل(Stress Tolerance = TOL)  روزيله و هامبلين (Rosielle and Hamblin, 1981)و همچنين دو شاخص تحمل به تنش (Stress Tolerance Index = STI)  و ميانگين هندسي (Geometric Mean Productivity = GMP) كه توسط فرناندز Fernandez, 1992)) ارائه شده اند، انجام مي شود. فرناندز در ارزیابی تظاهر عملکرد ژنوتیپ ها در دو محیط تنش و  بدون تنش،  به ترتيب ژنوتیپ های داراي عملكرد مطلوب در هر دو محیط تنش و بدون تنش را در گروه A، ژنوتیپ های  با عملكرد  مطلوب (تظاهرخوب) در شرايط عدم تنش را در گروه B، ژنوتیپ های با عملكرد مطلوب در شرايط تنش را در گروه C و سرانجام ژنوتیپ های با تظاهر ضعیف در هر دو محیط بهينه و تنش را در گروه D تقسیم بندی کرد.

جز موارد معدود،  هدف از کشت گندم، تهيه نان  از آرد آن است. خواص کیفی گندم تحت تاثیرژنوتیپ، محیط و اثر متقابل آنها بوده و بدليل پیچیدگي اثر تنش های محیطی ( از جمله خشكي) بر خصوصيات نانوايي گندم، مطالعه جزء به جزء آنها ميسر نیست (Fowler et al., 1990).گودینگ و همکاران(Gooding et al., 2003) در آزمایش شدت و زمان اعمال تنش خشکی در گندم گزارش دادند که تنش خشکی با کوتاه كردن دوره پرشدن دانه، باعث کاهش عملکرد دانه، وزن هزاردانه و وزن هکتولیتر شده و بیشترین تاثیر آن در دوره پرشدن دانه، بین روزهای اول تا چهاردهم بعد از گرده افشانی مي باشد. عیوضی و همکاران (Eivazi et al, 2006) کاهش مقادیر صفات شاخص گلوتن و گلوتنین و افزايش میزان پروتئین دانه، گلیادین، شاخص سختی دانه، عدد فالینگ و میزان جذب آب توسط آرد در شرايط تنش شوری و خشکی را گزارش كرده اند. سيال و همكارانSial et al., 2005)) با بررسي تاثير تنش حرارتي بالا (بيش از 35 درجه سانتيگراد) در مرحله دانه بندي بر خصوصيات كيفي و كمي ارقام گندم، با اشاره به كاهش وزن صد دانه و عملكرد دانه در اثر كاهش دوره پر شدن دانه در شرايط تنش، افزایش 4 واحدی پروتئين دانه در شرايط تنش، به علت كاهش وزن دانه را گزارش کرده اند. پترسون و همكاران (Peterson et al., 1998) با اشاره به تفاوت واکنش ارقام مختلف گندم به وقوع تنش، اعلام كردند كه تنش دماي بالا (بيش از 32 درجه سانتيگراد) در زمان پر شدن دانه، بر حجم نان و حجم رسوبSDS تاثير مثبت دارد. اما چنانچه مدت زمان تنش از 90 ساعت تجاوز نمايد، بر كيفيت نانوایی تاثير منفي شدیدی دارد. بلومنتال و همكارانet al., 1991)  Blumenthal)گزارش کردند که در مرحله دانه بندي بين تنش گرمايي (بيش از 32 درجه سانتيگراد) با محتواي پروتئين دانه همبستگي مثبت و معني دار و بين تنش و صفات عملكرد دانه و استحكام خمير همبستگي منفي و معني دار وجود دارد. پي يري و همكاران (Pierre et al., 2007) گزارش كردند که تنش آبي در مرحله پر شدن دانه در 9 ژنوتيپ گندم نان، باعث كاهش عملكرد، وزن هزاردانه و ضخامت دانه آنها شده و در مقابل ميانگين محتوي پروتئين دانه از 11/64 به12/83 درصد افزایش یافت. آنها  همچنين اعلام كردند كه در مناطقي كه وقوع تنش آبي آخر فصل معمول است، احتمال اينكه ژنوتيپ هاي زودرس كيفيت دانه پايدارتري داشته باشند، بيشتر است.

 هوي و همكاران (Hui et al., 2007) با اعمال سه تيمار تنش شديد، متوسط رطوبتي و حرارتي و شرايط بهينه رطوبتي و حرارتي در مرحله پر شدن دانه گندم، افزايش قابل توجه میزان پروتئين دانه و افت كيفيت گلوتن بر اثر افزايش چشمگير نسبت گليادين به گلوتنين در شرايط تنش را اعلام کردند. از سوي ديگر ازتورك و آيدين (Ozturk and Aydin, 2004) با اعمال پنج تيمار آبي مختلف بر چند رقم گندم نان، از تاثير قابل توجه تنش آبي بر اغلب خصوصيات كيفي گندم گزارش دادند، بطوري كه تمامي تيمارها افزايش قابل توجهي در ميزان درصد پروتئين، حجم رسوب و گلوتن مرطوب نسبت به تيمار آبياري كامل نشان دادند. تنش آبي در مرحله دانه بندي نسبت به تنش آبي در مراحل اوليه رشد گياه تاثير معني دار تري بر كيفيت دانه ارقام گندم داشت .

  با توجه به تاثير توام تنش خشکی (بخصوص خشکی انتهايی) بر خصوصيات کمی وكيفي گندم نان، شناسايی رابطه بين ميزان تحمل وکيفيت نانوايی ژنوتيپ های مختلف گندم در شرايط خشکی از اهميت زيادی برخوردار است. تحقيق حاضر نيز با هدف ارزیابی خصوصيات كمي و کيفی ژنوتيپ هاي مختلف گندم در برابر شرايط مطلوب آبي و شرايط تنش خشكي، به منظوراستفاده به نژادگران گندم در جهت بهبود خصوصيات كيفي گندم نان انجام گرفت.

متن کامل این مقاله، در شماره پاییز سال 1388 فصلنامه علوم زراعی ایران  به چاپ رسیده و از طریق لینک زیر قابل دانلود مستقیم می باشد:

http://up.attrr.com/info/860909/Olome%20zeraie