اثر ریزگردها بر فلئورسانس کلروفیل و خصوصیات فتوسنتزی نیشکر (Saccharum officinarum L.) دراهواز

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس دانشگاه پیام نور

2 هیات علمی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز

3 هیات علمی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز

4 هیات علمی موسسه تحقیقات نیشکر شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی

چکیده

چکیده مبسوط فارسی
سابقه و هدف:
نیشکر با نام علمی(Saccharum officinarum L.) از تیره Poaceae گیاهی چند ساله و بومی مناطق گرم قاره آسیا می‌باشد. نسبت Fv/Fm تخمینی از حداکثر عملکرد کوانتومی فتوسیستم دو است. تحت شرایط تنش،Fv/Fm کاهش می یابد، این کاهش به علت فعالیت کم مراکز واکنش فتوشیمیایی دو و کاهش پروتئین‌های مسئول حمل الکترون آب به کلروفیلa می باشد. ریزگرد باعث بستن دهانه روزنه شده و باعث افزایش دمای برگ، عدم تهویه مناسب، عدم تعرق و عدم ورود CO2 به برگ می‌شود، از طرفی تجمع ریزگرد بر گیاه باعث ایجاد حالت سایه بر گیاه می‌شود و فتوسنتز برگ را کاهش می‌دهد. از آنجایی‌که گیاه نیشکر بیشترین سطح زیر کشت در منطقه دارد، بنابراین مطالعه و بررسی اثر پدیده ریزگرد بر این گیاه در منطقه ضروری به نظر می‌رسد.
مواد و روش ها :
این آزمایش با هدف مطالعه اثرات ریزگرد، در محیط کنترل شده گلخانه موسسه تحقیقات نیشکر شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی در سال زراعی 1393-1392 اعمال گردید. این آزمایش درقالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار و چهار تیمار انجام گرفت. تیمارها شامل شاهد (بدون اعمال ریزگرد)، ماهانه یک‌بار، دو هفته یک‌بار، هفته‌ای یک‌بار اعمال ریزگرد بودند. جهت جداسازی و انجام صحیح ریزگرد روی هر تیمار، از چهار پایه فلزی ساخته شده با لوله‌های نیم اینچ گالوانیزه به ارتفاع 2 متر، طول 3 متر و عرض یک متر، استفاده شد. تیمار مورد نظر توسط پلاستیک نازک شفاف پوشانده گردید و در دو طرف بالای آن، دو دستگاه فن کار گذاشته شد. برای کاشت، از قلمه‌های واریتهCP69-1062 استفاده گردید. در این آزمایش، صفات Fv/Fm (بیشینه عملکرد کوانتومی فتوسیستم دو در شرایط سازگار با تاریکی)، ) NPQخاموشی غیر‌فتوشیمیایی)، qP (خاموشی فتوشیمیایی)، ΦPSII (عملکرد کوانتومی فتوسیستم دو در شرایط سازگار با نور)، عدد SPAD، آهنگ فتوسنتز، غلظت CO2زیر روزنه‌ای، شار تعرق، دمای برگ و PAR، آسکوربیت، نشت الکترولیت و درصد قند محاسبه شد.
یافته ها:
نتایج نشان داد که ریزگرد باعث کاهش مقادیر Fv/Fm، qP، ΦPSII، آهنگ فتوسنتز، شار تعرق، غلظت CO2 زیر روزنه‌ای، PAR و مقدار قند شد ولی مقادیر NPQ، عدد SPAD و درجه حرارت برگ را افزایش داد. همبستگی مثبت و معنی‌داری بین رسانایی روزنه‌ای با فتوسنتز، تعرق و CO2 زیر روزنه‌ای مشاهده شد، که نشان از محدودیت روزنه‌ای در ورود گازها به درون سلول داشت. در شرایط شدت نور کم در اثر اعمال ریزگردها، تولید قند کاهش معنی‌داری نشان داد. نتایج نشان داد که qP همبستگی بالایی با Fv/Fm نشان داد، لذا کاهش qP سبب کاهش Fv/Fm شد.
نتیجه گیری:
در اثر تنش ریزگرد و کاهش ظرفیت کئینون A، انتقال الکترون به فتوسیستم یک کاهش یافت و باعث اتلاف انرژی نورانی جذب شده به شکل فلئورسانس گردید و در واقع در جریان برانگیختگی کلروفیل، NPQبر qP غلبه داشت و لذا عملکرد کوانتومی فتوسنتز، کاهش و دمای برگ به سبب بسته شدن روزنه ها و کاهش هدایت روزنه‌ای، افزایش یافت و تلفات انرژی به شکل نور و گرما، افزایش پیدا کرد. کاهش قند به این دلیل است که بسیاری از آنزیم‌های درگیر در احیای قندها طی سیکل کالوین صرفاَ با شدت نور مناسب، فعال می‌گردند. با توجه به اینکه مولفه Fv/Fm بیشترین همبستگی را با اغلب صفات مورد بررسی طی تنش نشان داد، لذا می‌توان از آن به همراه qP و NPQ به عنوان شاخص‌های بررسی گیاه نیشکر تحت تنش ریزگرد بهره گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

effect of dust on chlorophyll fluorescence parameters and photosynthetic characters of sugarcane(Saccharum officinarum L.) in ahvaz

نویسندگان [English]

  • Naji Sayyahi 1
  • moosa meskarbashee 2
  • Payman Hassibi 3
  • Mahmood SHomeili 4
چکیده [English]

Extended Abstract
Background and Objectives
Sugarcane (Saccharum officinarum L.) is from poaceae trible and perennial native plant of asia continent warm areas. Ratio Fv/Fm estimates the maximum quantum yield of photosystem II. Under conditions of stress Fv/Fm decreased, this decreasing is due to low activity of reaction of photosynthesis centers and reducing of proteins that are responsible for water electron transport to chlorophyll a. Dust closed the pore openings and increased leaf temperature, lack of heat exchange, lack of transpiraition and loss of the entry of CO2 to leaves, on other hand dust accumulation on plant also creates a shadow on plant and decreases leaf photosynthesis. Since the maximum area under cultivation of sugarcane in the region, so studying the effects of dust on this growing phenomenon in the region seems to be necessary.
Materials and methods
This study aimed to examine the effects of dust, in a controlled environment greenhouse Development Research Institute of Sugarcane in the 2013-2014. In this experiment, dust courses and various concentrations of artificially applied. The experimental design was a randomized complete block design with 4 replications and 4 treatments. Treatments were: control (without dust), once a month, twice week, weekly dust apply. To isolate and correct actions dust on each treatment, the stool is made of metal with a half-inch galvanized pipe to a height of 2 meters, 3 meters in length and a width of one meter, was used. The stool was covered by a thin translucent plastic all interior and on both sides of it. The planting of cuttings CP69-1062 was used. Values of Fv/Fm (maximum quantum yield), NPQ (non photochemical quenching), qP (photochemical quenching), ΦPSII (efficiency of Photosystem two), SPAD number, photosynthesis rate, transpiration, leaf temperature, under stomatal CO2 concentration, electrolyte leakage, ascorbate levels, PAR and sugar content were measured.
Results:
The results showed that the dust, decreases the values of Fv/Fm, qP, ΦPSII, photosynthesis rate, transpiration flux, under stomatal CO2 concentration, PAR and sugar content but increases the amount of NPQ, SPAD number and leaf temperature. A significant positive correlation between stomatal conductivity with photosynthesis, transpiration and CO2 under stomata were observed that showed restrictions on the entry of gases into the cell. sugar production showed a significant decline. qP had highly correlated with Fv/Fm, and qP reducing, cause to reduce of Fv/Fm.
Discussion:
The result of dust stress and reducing of QA capacity, electron transfer into photosystem one reduced and causes a loss of light energy absorbed in the form of chlorophyll fluorescence excitation. In fact, during the excitation of chlorophyll, NPQ prevailed qP , and therefore, the quantum yield of photosynthesis reduced and the temperature of leaf increased because of stomatal closure and reduction stomatal conductivity and losses of energy in the form of light and heat grew. Sugar decreases because many enzymes involved in the sugars revival of the Calvin cycle are activated only with appropriate light intensity. Since the Fv/Fm component showed the highest correlation with most of the measured characters, so it can be use as a criteria along to the qP and NPQ for sugarcane studies under dust stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: : Fv/Fm
  • NPQ
  • qP