کشاورزی نوین

اثر عصاره آبي تلخه(.Acroptilon repens L) بر جوانه زني و رشد اوليه ماش(Vigna radiata L.)

^**محسن جان‌محمدي¹ _ محمدتقي آل ابراهيم²_محمد حسن راشد محصل²_ حميد محمدي¹ _ ابراهيم كازروني²_ رقيه مجد³

1-دانشگاه تهران ، 2 -دانشگاه فردوسي مشهد،  3_ دانشگاه محقق اردبيلي

چكيده:

تلخه (Acroptilon repens L)از علفهاي هرزي است كه در مزارع حبوبات ازجمله در مزارع ماش

(Vigna radiata L.)  واردشده در رشد محصول تداخل ايجاد مي‌كند . به منظور بررسي تأثير مواد آللوپاتيك موجود در اندامهاي هوايي تلخه بر جوانه‌زني بذور ماش دو آزمايش جدا ازهم طراحي شد .در مرحله اول يك آزمايش فاكتوريل برپايه طرح كامل تصادفي با دو فاكتور طراحي شد فاكتور اول شامل دو سطح، آب مقطر وعصاره آبي استخراج شده از تلخه بود و فاكتور دوم شامل شرايط نور معمولي و فاكتور دوم تاريكي مطلق بود.آزمايش دوم بصورت طرح كامل تصادفي با چهار تكراربود كه شامل شاهد و نگهداري بذور در 72،48و 24 ساعت در داخل عصاره آبي بود كه جوانه‌زني آنها مورد بررسي قرار گرفت . نتايج آ‍زمايش اول نشان داد كه عصاره آبي تلخه در مورد صفات درصد وسرعت جوانه‌زني وطول هيپوكوتيل و ريشه‌چه در سطح 1% اثر معني داري دارد وهيچ يك از فاكتورها اثر معني داري بر روي وزن خشك گياهچه نداشتند  . نتايج آزمايش دوم نشان داد كه اعمال تيمارهاي فوق بر طول ريشه‌چه وسرعت و درصد جوانه‌زني  در سطح 1%اثرمعني دار دارد .

كلمات كليدي : تلخه ، ماش ، آللوپاتي ، جوانه‌زني، رشداوليه

مقدمه :

علفهاي هرز از جمله عوامل كاهش دهندۀ توليدات كشاورزي در كشورهاي در حال توسعه مي‌باشند كه تلفات عملكردي را افرايش مي‌دهند . تقريباً نيمي از نيروي كارگري در كشاورزي خرده‌مالكي ،صرف وجين علفهاي هرز مي‌شود كه بيشتر توسط زنان وكودكان انجام مي‌شود . ازاينرو علفهاي هرز به عنوان مشكلات اقتصادي و اجتماعي مطرح هستند (2).

علفهاي هرز بدليل رقابت بر سر عناصر غذايي ،آب و نور شرايط كاهش عملكرد گياهان زراعي را فراهم مي‌آورند ، اما كاهش رشد و عملكرد مزرعه تنها به دليل رقابت بر سر نور ، آب و مواد غذايي نمي‌باشد بلكه دراين ميان عوامل آللوپاتيك نيز ممكن است كه در كاهش عملكرد نقش داشته باشند و جدايي از مقوله رقابت اثرات منفي خود را اعمال نمايند ، بسياري از موارد و مشكلات بيماري و عدم سلامت زمينهاي كشاورزي مربوط به ترشحات گياهان مي‌باشد (8).

همواره رشد اول فصل و بالا بودن سرعت جوانه‌زني براي پيش افتادن رشد گياه زراعي نسبت به علفهاي هرز و در نتيجه تشكيل كانوپي يكنواخت براي حصول عملكرد بالا ضروري است وهمواره بايستي مورد توجه قرار بگيرد. در اين ميان اهميت حضور مواد آللوپاتيك در جوانه‌زني بذور و اثر آن بر روي ويژگي گياهچه موضوع مهمي مي‌باشد .

. مطابق برخي گزارشات برگها بزرگترين منابع آللوشيميايي در علفهاي هرز هستند ، بنابراين عصاره گيري از برگها واندامهاي هوايي از رايجترين روشهاي استخراج مواد آللوشيميايي از اندامهاي گياهي مي‌باشد (6)

علف هرز تلخه با نام علمي (Acrptilon repens L.) گياهي چند ساله از خانواده كاسني بوده  و در زبان فارسي به تلخه دانه و تلخه گيجه نيز معروف مي‌باشد . طبق گزارشات موجود تلخه مي‌تواند بر رشد بسياري از گياهان اثر سوء داشته باشد بطوريكه درمورد ذرت گزارش شده است كه هنگامي كه تراكم ساقه تلخه 19،32و62 عدد درمترمربع بود وزن تر گياه ذرت به ترتيب 64 ، 73 و 88% نسبت به شاهد كاهش نشان داد (11). .طبق گزارشات رسيده تلخه در استانهاي آذربايجان شرقي ، غربي ،ايلام واردبيل،درمزارع حبوبات مشكل‌ساز بوده‌است (2).تلخه حاوي چند تركيب شيميايي مي‌باشد كه حداقل يكي از اين تركيبات آللوپاتيك مي‌توانند بر رشد گياهان رقيب اثرمنفي داشته باشند واحتمالاًيكي از عوامل موفقيت اين گياه نيز همين مي‌تواند باشد. آزمايشات نشان داده است كه وقتي غلظت پلي استيلن‌هاي ناشي از اين گياه در خاك به اندازه ppm 4 باشد طول ريشه يونجه ،سوروف و ارزن تا 30% كاهش پيدا نمود (12).

ماش با نام علمي ( Vigna radiata L.) لگوم منطقه استوايي آسيا است كه در سطح وسيعي از هندوستان ،چين ، ژاپن ، برزيل و قسمتهاي گرمسير و نيمه گرمسير آفريقا كشت مي‌شود . در ايران ماش را بعد از جو كشت مي‌كنند وهنوز اين گياه جايگاه اصلي خود را بدست نياورده است. اين گياه بدليل كند بودن مراحل اوليه رشد ، درمقابل علفهاي هرز ضعيف مي‌باشد .از آنجا كه يكي از موانع توليد موفق اين محصول مسئله تداخل با طيف وسيعي از علفهاي هرز پهن برگ و باريك برگ مي‌باشد ، بديهي است كه انجام تحقيقي كه نشان دهنده چگونگي اثر عوامل آللوپات در تلخه روي اين گياه است مي‌تواند ما را در توليد‌ موفق اين محصول و افزايش عملكرد آن در كشور،ياري نمايد

مواد و روشها :

اين آزمايش تابستان 1384 در آزمايشگاه بذر پرديس كشاورزي تهران انجام شد . آزمايش در دو قسمت مجزا از هم انجام پذيرفت ، آزمايش اول بصورت فاكتوريل بر پايه طرح كامل تصادفي با چهار تكرار انجام شد كه شامل دو فاكتور ، فاكتور اول داراي دو سطح كه از عصاره آبي تلخه و آب مقطر تشكيل شده بود و فاكتور دوم سطوح نوري كه از دو سطح ،ساعات نوري معمولي (16 ساعت روز و 8 ساعت شب) و تاريكي مطلق تشكيل شده بود . براي انجام اين آزمايش از بذور ماش رقم گوهر استفاده شد وقبل از انجام آزمايش قوه ناميه بذور تعيين شد كه 84% بود و مشخص شد كه 16% باقي مانده فاقد حيات مي‌باشند .

جهت تهيه عصاره آبي تلخه ، اندامهاي هوايي تلخه درمرحله اوايل گلدهي از مزرع تحقيقاتي دانشكده كشاورزي جمع آوري شد و از طريق آون 72 درجه سانتيگراد به مدت 48 ساعت خشك شدند وتوسط آسياب پودر شدند ، به ازاي صد گرم پودر تلخه ،هزارگرم آب مقطر اضافه شد و به مدت 48 ساعت در شيكر قرارداده شد و سپس عصاره آبي آن از طريق فيلتر كردن تهيه شد .

در هر پتري ديش 20 عددبذر ماش بر روي كاغذ صافي قرار داده شد و cc5 از عصاره آبي يا آب مقطر به آنها اضافه شد وپتري ديش‌ها در پاكت‌هاي پلاستيكي شفاف قرارداده و سپس جهت جوانه‌زني به ژرميناتور با رطوبت نسبي 75% و دماي 25 و 15 درجه سانتيگراد و ساعات روشنايي و تاريكي به ترتيب 16 و 8 ساعت قرار انتقال داده‌ شدند و به مدت 10 روز تعداد بذور جوانه زده شمارش شدند و مقياس جوانه زني ظهور يك ميلي متر از ريشه‌چه در نظر گرفته شد .

جهت جلوگيري از آلودگي قارچي از قارچ كش  ويتاواكس با نسبت يك در هزار استفاده شد. جهت اجراي سطح تاريكي مطلق ،پتري ديش‌ها توسط كاغذ آللومينيومي كاملاً پوشانده شدند در ژرميناتور فوق قرارداده‌ شدند و شمارش بذور جوانه زده آنها نيز در شرايط تاريكي(نورخيلي كم) صورت گرفت .

در قسمت دوم ،يك آزمايش بصورت طرح كامل تصادفي با چهار تكرار و چهار تيمارطراحي شد و تيمارها  شامل شاهد و نگهداري بذور به مدتهاي 72،48،24 ساعت در عصاره آبي تلخه بودند و سپس آنها بصورت همزمان در پتري ديش قرار داده شده  و آبياري آنها با cc5 آب مقطرصورت گرفت  و درنهايت آنها به ژرميناتور با شرايط نوري معمولي و دماي ذكرشده انتقال داده شدند . بذور درمواقع مورد نياز آبياري شدند.

در پايان دوره جوانه‌زني طول ريشه‌‌چه و طول هيپوكوتيل و سرعت و درصد جوانه‌زني و وزن خشك گياهچه مورد اندازه‌ گيري قرار گرفت . براي نرمال كردن دادهاي كه بصورت درصد بودند از تبديل زاويه‌اي استفاده شد. نتايج دو آزمايش بصورت جداگانه با استفاده از برنامه‌هاي MSTATC-Excel- تجزيه وتحليل شد.

نتايج و بحث :

نتايج آزمايش اول نشان داد كه عصاره آبي تلخه در سطح احتمال 1% بر طول‌ريشه‌چه و هيپوكوتيل و همچنين بر درصد وسرعت جوانه‌زني اثر معني‌دار دارد و موجب كاهش آنها شده‌است در حالي كه بر وزن خشك اثرمعني داري ندارد همچنين سطوح نوري نيز در سطح 1% بر روي طول‌ريشه‌چه و طول ساقه‌چه اثر معني دار داشت . اثرات متقابل دوفاكتور نيز بر طول‌ريشه‌چه و درصد جوانه‌زني در سطح 1% معني‌دار بود (جدول 1).

مقايسه ميانگين‌ها در آزمايش اول نشان داد كه بين بذور رشد كرده در آب مقطر و بذور تيمارشده با عصاره تلخه ،تفاوت معني دار وجود دارد در حاليكه بين سطوح دوفاكتور بجز در مورد طول ريشه‌چه تفاوت معني‌داري وجود ندارد( جدول 2) .

نتايج تجزيه واريانس آزمايش دوم نشان داد كه اثر تيمارهاي نگهداري درمدت زمانهاي مختلف بر سرعت ودرصد جوانه‌زني و طول‌ريشه‌چه در سطح 1% اثر معني‌دار دارد و موجب كاهش آنها مي‌شود .شايان ذكر است كه در آزمايش دوم درهيچ يك از  بذوري درزمانهاي مختلف درعصاره قرارگرفته بودند، هيپوكوتيل تشكيل نشده بود و به همين از تجزيه واريانس‌ها براي وزن خشك گياهچه و هيپوكوتيل صرف نظر شد (جدول 3).

نتايج مقايسه ميانگين‌ها براي آزمايش دوم نشان داد كه شاهد در تمام صفات اندازه‌گيري شده با ساير تيمارها تفاوت دارد و با وجودي كه با افزايش مدت‌زمان نگهداري بذور در عصاره مقدار ميانگين‌ها كاهش مي‌يابد ولي بين مدت زمانهاي نگهداري تفاوت معني‌داري وجود ندارد(جدول4). 

جدول (1) تجزيه واريانس اثر عصاره آبی  تلخه بر روی برخی صفات جوانه زنی در ماش(آزمايش اول)

Ns غير معني‌دار، ^** معني‌دار در1% و ^* معني‌داري در 5%

جدول (2) مقايسه ميانگين اثر ترکيبات تيماری بر روی صفات جوانه زنی در ماش(آزمايش اول)

جدول (3) تجزيه واريانس آزمايش دوم ماش

طبق گزارشات ، اندامهاي هوايي تلخه حاوي سه نوع سسكويي‌ترپن‌لاكتون ،شامل رپين ، اكروپتيلين و هيركانين است كه از بذرها و گلهاي تلخه  استخراج شده‌است (11). واتسون (1980)نيز اظهار كرده‌است كه اين تركيبات ممكن است مسئول آللوپاتي اين گونه باشد .مشخص شده‌است كه اغلب مواد اللوپاتيكي اثري روي تغييرات اسيديته وفشار اسمزي ندارند بلكه از طريق ممانعت از رشد ،اثرات منفي خود را اعمال مي‌نمايند (5).   احتمالاًمواد آللوپاتيك در بيان ژنهاي لازم در اوايل رشد كه مسئول كنترل سيكل‌هاي تقسيم سلولي هستند اثر مي‌گذارند و موجب ايست چرخه‌هاي سلولي و يا كند شدن آنها و مماتعت از تشكيل كمپلكس‌ها ،مي‌شوند(7) يا اينكه موجب بروز ناهنجاريهاي كروموزمي در بذور در حال جوانه زني مي‌شوند كه براي شناسايي مكانيزم اثر اين مواد برروي رشد اوليه ،نياز به انجام آزمايشهاي سيتوژنتيكي در سطح سلول مي‌باشد .درپايان بايستي اشاره نمود كه يكي از مشكلات اصلي در آزمايشات آللوپاتي عدم تطابق ميزان فعاليت مواد آللوپاتيك در شرايط آزمايشگاه با شرايط محيطي است (6). از طرفي مطالعه آللوپاتي در مزرعه كار دشواري است ، چون تفكيك آثار آللوپاتي و رقابت بسيار دشوار مي‌باشد و عملكرد در رشد گياه تحت تأثير هر دو اين موارد مي‌باشد(8).

ولي بهر حال به نظر مي‌رسد كه تلخه مي‌تواند اثرات نامطلوبي برجوانه‌زني و رشد اوليه ماش داشته باشد . لذا مبارزه و مديريت اين علف هرز در مزارع ماش امري ضروري و امكان ناپذير مي‌باشد و لازم است مطالعات بيشتري و دقيقتري دراين باره صورت پذيرد

 منابع :

1-           مجنون حسيني ،ن . 1372 . حبوبات در ايران ،انتشارات جهاد دانشگاهي تهران

2-           احمدي ،ع . 1382. تعيين دوره بحراني كنترل علفهاي هرز و بررسي دورههاي مختلف رقابت بر خصوصيات مرفولوژيكي و عملكرد لوبيا . پايان نامه كارشناسي ارشد شناسايي و مبارزه با علفهاي هرز . دانشگاه فردوسي مشهد.

3-        Berri,Aand G.Zanin.1994 .Density equivalent a method for forecasting yield loss caused by mixed weed population . weed res 34:327-332

4-        Beres,I.and G.Kazinczi.2000.Allelopatic effects of shoot extracts and residues of weed on field crops. Allelopathy Journal .7:93-98

5-        Gill,L.,G .Anoliefo and U.V.Iduozo.1998.Allelopathic effect of aqueous extract from Siam weed on growth of cowpea.Allelopathy journal. 5 .102-110

6-        Shama,N.K.,J.S.Samra and H.P.Singh.2000.effect of agues extracts of populus deltoids M on germination and seedling growth 010 wheat.Allelopathy Journal 7:56-68

7-        Misawa, M.,A.E Goodbody. 1996.In: F.DiCosom , M .Misawa (eds), Plant Cell Culture Secondery Metabolism :Toward Industrial Application .Boca Raton : CRC Press,123-128

8-        Weston,L.A..1996.Utilizationof allelopathy for weed management in aroecosystems.Agronomy journal. 88: 860-866

9-        htt//www.fao.org/ag/agl/aglw/aquastat/dbase index.stm.2000

10-     Robles, M., N. Wang, R. Kim, and B.H. Choi. 1997. Cytotoxic effects of repin, a principal sesquiterpene lactone of Russian knapweed. Journal of Neuroscience Research 47:90-97.

11-     Watson, A.K. and P. Harris. 1984. Acroptilon repens (L.) DC., Russian knapweed (Compositae). Biological control programmes against insects and weeds in Canada 1969-1980 8:105-110.

12-     Stevens, K.L. 1986. Allelopathic polyacetylenes from Centaurea repens (Russian knapweed). Journal of Chemical Ecology 12:1205-1211.

Water extract effect of Russian knapweed (Acroptilon repens L.)on germination and primary growth of green gram (Vigna radiata L.)

Mohsen johnmohammadi¹, Mohammad taghi aleebrahim²,Mohammad Hassan Rashed², Hamid mohammadi¹, Ebrahim Kazerooni², Roghieh Majd³

1- Tehran university. 2- Ferdowsi mashhad university.3- Ardebil university

Abstract

Russian knapweed (Acroptilon repens L.) is one of weeds that introduced in legume fields, especially in green gram (Vigna radiata L.) fields that interferences with crops. To examine allelopathic effect of russian knapweed shoots on germination and primary growth of gram green seeds, two experiments designed. First experiment was factoriel in randomized completely design with two factors. First factor was dionized water and water extracted from russian knapweed. Second factor was light and dark. Second experiment was a randomized completely design with four replications, that included seed storage of green gram in water extract for 24, 48, 72 hours and check their germination. Result of first experiment showed that  russian knapweed water extract had significant effect on percent and rate germination of green gram and length hypocotyle and radicle. So reduced them. But non of factors had significant effect on seedlings dry weight. Result of second experiment showed that treatments had significant effect on percent and rate of germination and radicle length of green gram.

Key words:  Russian knapweed (Acroptilon repens L.), Green gram (Vigna radiata L.), Allelopathy, germination, primary growth.