پایش تاثیر علف‏کش‏های بنتازون ، بتانال پروگرس و نیکوسولفورن بر تغییرات منحنی کاتسکی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استان گلستان، گنبد کاووس، سه راه فرودگاه، خیابان شهید فلاحی، بلوار بصیرت، دانشگاه گنبد کاووس، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه

2 دانشگاه گنبد کاووس

10.22069/jopp.2024.22162.3116

چکیده

سابقه و هدف: : در گیاهان بخش زیادی از نور توسط فتوسنتز مصرف می شود و بقیه آن به صورت گرما یا فلورسانس تخلیه می شود هر چه فرایند فتوشیمیایی گیاه بیشتر باشد، مقدار فلورسانس کمتر است. به همین دلیل، فلورسانس کلروفیل به عنوان کاوشگر داخلی فتوسنتز عمل می‏کند و در واقع روشی رایج در فیزیولوژی گیاهی است. این پژوهش با هدف بررسی این که آیا تغییرات شکل منحنی کاتسکی تحت تاثیر علف‏کش‏های نیکوسولفورون، بتانال‏پروگرس و بنتازون، توانایی اثبات محل اثر آنها را دارد؛ انجام شد.

مواد و روش‏ها: این آزمایش با 8 تکرار بر پایه طرح کاملا تصادفی در سال 1402 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه گنبد کاووس انجام شد. تیمارها شامل دز توصیه شده علف‏کش‌های بنتازون (بازاگران 48% SL)، دسمدیفام+فن‏مدیفام+اتوفومازیت (بتانال‏پروگرس 4/27% EC) به اضافه تیمار بدون علف‎‎کش به‌عنوان شاهد بود. در مورد نیکوسولفورن (کروز 4% OD) دز 150% دز توصیه شده نیز اضافه شد. کاربرد علف‎‎کش‏ها در مرحله 4 تا 5 برگی تاج‌خروس و برداشت بوته‏های تیمار شده 28 روز پس از سم‎پاشی انجام و وزن خشک آن‎ها‎‎‎ اندازه‎گیری شد. دستگاه فلورسانس‎متر با تابش نوری (طول موج 650 نانومتر و شدت 3000 میکرومول فوتون در متر مربع در ثانیه) در مدت 10 ثانیه، مقدار فلورسانس کلروفیل را کمی می‏کند. این اندازه‏گیری‏ها از روز اول تا روز دهم پس از سم‎پاشی انجام شد. جهت یکنواختی نتایج فلورسانس، داده‏های فلورسانس هر روز در ساعت مشخصی از روز (10 صبح) و بر روی برگ یکسانی که به مدت 30 دقیقه در تاریکی قرار گرفته بودند؛ انجام شد.

یافته‏ها: منحنی کاتسکی در تیمار شاهد، تمام مراحل یک منحنی نرمال کاتسکی را دارا بود اما در تیمارهای سمپاشی شده با بنتازون از همان روز اول پس از سمپاشی، شروع به تغییر کرد و این تغییرات در روزهای بعدی واضح تر شد به طوری‏که در روز چهارم و پنجم پس از سمپاشی تمام پله‏ها‏ی آن از بین رفت و تبدیل به خط صاف شد و مقدار فلورسانس نیز در این تیمارها کاهش یافت. نیکوسولفورون تاثیری بر شکل منحنی کاتسکی نداشت. در تیمارهایی که از بتانال‏پروگرس استفاده شد شکل استاندارد منحنی دچار اختلال شد و پله‏های آن از بین رفت. نکته دیگر در استفاده از بتانال‏پروگرس، افزایش مقدار فلورسانس کلروفیل است که سبب کاهش مساحت بالای منحنی کاتسکی بین فلورسانس حداقل (F0) تا نقطه حداکثر فلورسانس (Fm) که به پارامتر Area معروف است شد.

نتیجه‏گیری: ممانعت از فتوسیستم II محل اثر اولیه دو علف‏کش بنتازون و بتانال‏پروگرس است که به صورت واضح حتی نوع پروتئین‏های دخیل هم از شکل منحنی‏های مربوطه حاصل شد. از بین رفتن تمام پله‏های منحنی کاتسکی در بنتازون نشان داد که همه بخش‏های مربوط به احیاء کوئینون A و مسیر پروتئینی انتقال الکترون‏ها بین کوئینون A و B مختل شده است. در علف‏کش بتانال‏پروگرس افزایش چشمگیر فلورسانس کلروفیل به همراه محو شدن برخی از پله های منحنی شامل J-I و I-P، سبب کاهش مقدار پارامتر Area شد که بیان‏گر تخریب استخر پلاستوکوئینون می‏باشند. درحالی‏که در مورد نیکوسولفورن منحنی کاتسکی توانایی ارائه شواهد مربوط به آسیب این علف‏کش را نداشت. در پایان می‏توان نتیجه‏گیری کرد که منحنی کاتسکی برای تشخیص زودهنگام اثرات علف‏کش‏های بازدارنده PSII و تعیین محل اثر آنها شاخص خوبی است اما در مورد علف‏کش‏های خانواده سولفونیل‏اوره مانند نیکوسولفورن کارایی ندارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Monitoring the effects of bentazon, betanal progress and nicosulfuron herbicides on Kautsky curve changes

نویسندگان [English]

  • زینب Avarseji 1
  • Ebrahim Gholamalipour Alamdari 2
  • Abbas Biabani 2
1 استان گلستان، گنبد کاووس، سه راه فرودگاه، خیابان شهید فلاحی، بلوار بصیرت، دانشگاه گنبد کاووس، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه تولیدات گیاهی، دکتر اورسجی
2 gonbad
چکیده [English]

Background and objectives: A large part of the light is consumed by photosynthesis, and the rest is discharged as heat or fluorescence in plants. The more the plant's photochemical process, the lower the amount of fluorescence. For this reason, chlorophyll fluorescence acts as an internal probe of photosynthesis and is actually a common method in plant physiology. This research aims to investigate whether the changes in the shape of the kautsky curve affected by nicosulfuron, bethanal progress and bentazon herbicides have the ability to prove their site of action.

Materials and methods: This experiment was conducted based on a completely randomized design with 8 replications in 2023 in the Research Greenhouse of the Faculty of Agriculture of Gonbad Kavous University. The treatments included applying the recommended dose of bentazon (Bazagran 48% SL), desmedipham + phenmedipham + ethofumesate (bethanal progress 27.4% EC) in addition to the treatment without herbicide as a control. In the case of nicosulfuron (Cruz 4% OD), a dose of 150% of the recommended dose was also added. Herbicides were applied at the 4-5 leaf stage of Amaranthus retroflexus and the plants were harvested 28 days after spraying (DAS) and their dry weight was measured. Fluorescence meter that emits light with a wavelength of 650 nm and an intensity of 3000 μmol photons per square meter per second measured chlorophyll fluorescence for 10 seconds, from dark adapted leaves for 30 minutes each day at 10:00 a.m.

Results: results showed that the control Kautsky curve had all the stages of a normal Kautsky curve, but in the bentazon treatments, it started to change from the first DAS, and these changes became more obvious in the following days, so that on the fourth and fifth DAS, all its steps disappeared and became a straight line, and the amount of fluorescence also decreased. Nicosulfuron, had no effect on the shape of the Kautsky curve. for betanal progress, the standard form of the curve was disturbed and its steps were lost. Another point is the increase in the amount of chlorophyll fluorescence, which caused a decrease in the upper area of the kautsky curve between the minimum fluorescence (F0) and the maximum point of fluorescence (Fm), known as the Area parameter.

Discussion: Inhibition of photosystem II is the primary effect of two herbicides, bentazon and betanal progress, which was clearly obtained from the shape of the corresponding curves, even the type of proteins involved.

The disappearance of all the steps of the Kautsky curve in bentazon showed that all parts related to the reduction of quinone A and the protein pathway of electron transfer between quinone A and B were disturbed. In the betanal progress, the significant increase in chlorophyll fluorescence along with the fading of some curve steps, including J-I and I-P, caused a decrease in the value of the Area parameter, which indicates the destruction of the plastoquinone pool. While in nicosulfuron, Kautsky's curve was not able to provide enough evidence. The Katsky curve was a good indicator for early detection of the effects of PSII-inhibiting herbicides and determining their site of action, but it is not for nicosulfuron.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Photosystem II
  • plastoquinone pool
  • sulfonylurea
  • benzothiadiazinone