مقاله مقاومت گیاهان به سرما

مقاومت گیاهان به سرما- تنش دمای پایینیکی از مهمترین عوامل محیطی محدود کننده رشد گیاهان، دمای پایین می باشد. گونه های مختلف گیاهی از نظر قابلیت…

فروش خدمات باغبانی معلمی
مقاومت گیاهان به سرما- تنش دمای پایینیکی از مهمترین عوامل محیطی محدود کننده رشد گیاهان، دمای پایین می باشد. گونه های مختلف گیاهی از نظر قابلیت…

مقاومت گیاهان به سرما

- تنش دمای پایین
یکی از مهمترین عوامل محیطی محدود کننده رشد گیاهان، دمای پایین می باشد. گونه های مختلف گیاهی از نظر قابلیت تحمل به تنش دمای پایین، بسیار متفاوتند. گیاهان گرمسیری حساس به سرما، حتی در دمای بالاتر از دمای انجماد بافتها، بطور جبران ناپذیری آسیب می بینند. گیاه بواسطه اختلال در فرآیندهای متابولیکی، تغییر در خواص غشاءهای سلولی و اندامکی، تغییر در ساختمان پروتیینها و اثرات متقابل میان ماکروملکولها، و نیز توقف واکنشهای آنزیمی دچار صدمه میگردد. گیاهانی که به یخبندان حساس ولی به سرما متحمل هستند، در دمای اندکی زیر صفر قادر به ادامه حیات بوده، ولی بمحض تشکیل کریستالهای یخ در بافتها، بشدت آسیب می بینند. این در حالی است که گیاهان متحمل به یخبندان قادر به ادامه حیات در سطوح متفاوتی از دماهای یخبندان هستند، البته درجه واقعی تحمل بستگی به گونه گیاهی، مرحله نمو گیاه و مدت زمان تنش دارد
قرار گرفتن گیاهان در معرض دمای زیر صفر منتج به تشکیل کریستالهای یخ در فضای بین سلولی، خروج آب از سلولها و از دست رفتن آب سلول (پسابیدگی) میگردد. بنابراین، تحمل به یخبندان با تحمل به پسابیدگی (که در اثر خشکی یا شوری زیاد بوجود می آید)، همبستگی شدیدی دارد. پسابیدگی ناشی از یخبندان سبب اختلالات گوناگونی در ساختمانهای غشایی از جمله بهم چسبیدن غشاءها میگردد. اگرچه پسابیدگی سلولی ناشی از یخبندان، علت اصلی صدمات ایجاد شده در اثر یخبندان می باشد، ولی عوامل دیگری هم در این امر دخالت دارند. کریستالهای در حال رشد یخ سبب وارد آمدن خسارات مکانیکی به سلولها و بافتها میشود. دمای بسیار پایین حاکم در شرایط وقوع یخبندان فی نفسه و پسابیدگی ناشی از آن سبب واسرشتگی پروتیینها و تخریب کمپلکس های ماکروملکول میگردد. وجه مشترک همه تنشهای پیچیده ای نظیر دمای پایین، تولید گونه های اکسیژن فعال (ROS) می باشد، که میتواند سبب صدمه دیدن ماکروملکولهای مختلف درون سلول گردد. دمای پایین بخصوص وقتی با یخبندان همراه باشد، با سیستمهای موثر جلوگیری کننده از تولید اکسیژن فعال که عامل وقوع تنش اکسیداتیو است، همبستگی دارد
گیاهان نواحی معتدله با فعال نمودن مکانیزم سازگاری به سرما که منتج به افزایش تحمل به یخبندان میگردد، به دمای پایین واکنش نشان میدهند. این فرآیند سازگاری با تغییر نحوه ابراز برخی ژنهای مسوول واکنش به تنش همراه است. این ژنها تولید پروتیینها و متابولیتهای نگهدارنده ساختمانهای سلولی و حافظ نقش آنها در مقابل اثرات منفی یخبندان و پسابیدگی ناشی از آن را کنترل می نمایند. تغییر در ابراز ژتهای عامل واکنش به سرما توسط مجموعه ای از فاکتورهای رونوشت برداری که به محرکهای دمایی واکنش نشان میدهند، کنترل میگردد
در اثر سرما تغییرات وسیعی در رفتار غشاها ، چربی ها آنزیم ها رنگیزه ها و اسکلت سلولی گیاهان گرمسیری بوجود می آید. برخی از این تغییرات می توانند به عنوان اثرات اولیه ای تلقی شوند که منجر به عدم تعادل متابولیکی ، تلفات آب نشت یون ، از دست رفتن جایگزینی سلولی و نهایتا مرگ سلول می شوند
مکانیزم هایی که گیاهان مقاوم به سرما بدان وسیله از تغییرات جلوگیری می کنند به خوب شناخته نشده است و تحقیقات بسیار زیادی برای درک اینکه چگونه غشاها و پروتئین ها به نحوی تغییر می یابند که می توانند در مقابل سرما پایدار بمانند ، لازم است. مقاومت به سرمازدگی یک صفت چند ژنی است و بنا بر این اصلاح گران در اتقال صفت مقاومت به سرما به گیاهان حساس به سرما با مساله پیچیده ای روبرو هستند
سرما و یخ زدگی همه ساله خسارات قابل توجهی را به اقتصاد وچرخه تولید کشورتحمیل می کند. بنابر این برای مقاومت گیاهان به سرماویخ زدگی لازم است تا مدیریت تنش رعایت شود
به گزارش خبرگزاری کشاورزی ایران (ایانا) سعید ترکش اصفهانی_کارشناس ارشد اصلاح نباتات در مقاله ای به بررسی اثرات سرما بر گیاهان پرداخته است
در این مقاله آمده است: سرما و یخ زدگی ازمهمترین عوامل قهری خسارتزا درمحصولات کشاورزی است وهمه ساله خسارات قابل توجهی را به اقتصاد وچرخه تولیدکشور تحمیل می کند
سهم عامل تنش سرما و یخبندان نسبت به سایر عوامل تهدید کننده در زیربخشهای زراعی و باغی از وزن بسیار بالایی برخوردار است و پهنه وسیعی از حاصلخیزترین مناطق تولیدی کشور ما و قسمت عمده محصولات اقتصادی مهم کشورهمه ساله در معرض تهدید تنش سرما و یخزدگی قرار دارند
این مقاله در خصوص تعریف تنش و عوامل تنش زا می افزاید: تنش عبارت است از هر گونه انحراف معنی دار از شرایط بهینه برای زندگی موجود زنده، و عوامل تنش زا باعث تغییر و اختلال در فرایندهای فیزیولوژیکی گیاهی می شوند واز این طریق تولید گیاهان زراعی را تحت تاثیر قرار می دهند


تنش‌های محیطی عبارتند از

عوامل بیماری‌زا،علف‌های هرز،آفات ،آسیب هایمکانیکی،درجه حرارت،آب،خاک و
همچنین انواع یخبندانها که باعث خسارتهای زیادی می شوند عبارتند از: یخبندانهای تشعشعی و یخبندانهای انتقالی
این مقاله در خصوص روشهای مقابله با خسارتهای ناشی از سرما و یخبندان می افزاید: روشهای فعال (کوتاه مدت) و روشهای غیرفعال (درازمدت) برخی از این روشها هستند
همچنین آنچه که معمولا در جهت مقابله با سرما و یخبندان انجام می شود, حفاظت در برابر یخبندانهای تشعشعی است و روشهای حفاظتی نقش چندان موثری برای مقابله با یخبندانهای انتقالی ندارد
بخاریها- سیستمهای آبیاری و ماشینهای باد از مهمترین روشهای حفاظتی کوتاه مدت هستند
خصوصیات استفاده از بخاریها عبارتند از: بالا بودن هزینه سوخت ،کارآیی بیشتر در باغهای میوه نسبت به مزارع ، حداکثر کارآیی در شرایط وارونگی دمایی، مزیت تعداد زیاد بخاریهای کوچک بر تعداد اندک بخاریهای بزرگ
همچنین اساس استفاده از سیستمهای آبیاری، افزایش ظرفیت و هدایت گرمایی خاک و آزادسازی گرمای نهان آب در هنگام یخ زدن را باعث می شود،که انواع ان عبارت است از
آبیاری سطحی (غرقابی و شیاری)، آبیاری بارانی ، سیستمهای آبپاش(رودرختی و زیردرختی) و آبیاری قطره ای
استفاده از روش ماشینهای بادنیز، تنها در صورت وجود وارونگی دمایی کارآیی استفاده دارند تا به صورت ترکیبی با سایر سیستمهای حفاظتی مورد استفاده قرار گیرند و میزان کارآیی انها به شدت وارونگی دما بستگی دارد


سایر روشهای حفاظتی فعال نیزعبارت است از

استفاده از بالگرد، دستگاههای مولد مه، پوشاندن گیاه با پوششهای مخصوص،مالچ پاشی
پوشش کف یا فوم، استفاده از سیستم ) SIS Inverted Sink (Selected ، استفاده از سیستمهای تلفیقی، استفاده از بالگرد سبک در نقاط تجمع هوای سرد در سطح مزارع، پرواز بالگرد در ارتفاع پایین جهت بر هم زدن لایه های وارونگی و پوشش خاک با استفاده از مالچ جهت جلوگیری از هدر رفت گرمای خاک
انواع سیستم های SIS نیز عبارتند از: دستگاه HEAT DRAGON جهت گرم کردن هوای سرد مجاور سطح زمین، دستگاه HEAT DRAGON جهت گرم کردن هوای سرد مجاور سطح زمین
مهمترین روشهای حفاظتی غیرفعال نیز عبارتند از

انتخاب مکان مناسب، انتخاب محصول، انتخاب واریته، پوشش زمین، عملیات به زراعی(کوددهی, هرس, شخم,آبیاری, تاریخ کاشت, عمق کاشت, و....)، به کارگیری سیتمهای نظارتی جامع مجهز به حسگرهای دمایی و زنگ اخبار(Monitoring)و استفاده از مواد شیمیایی است
بنابراین: اصلاح‌ برای‌ مقاومت‌ به‌ سرما و اصلاح‌ برای‌ مقاومت‌ به‌ یخ‌زدگی‌ (از نظر تئوری‌، عملی‌ و مفهومی)از یکدیگر متفاوت است، منظور ازسرما، کاهش دما به حدود صفر درجه سانتیگراد ویا چند درجه بالاتراست که می تواند برحسب نوع گیاه ودرجه مقاومت آن، به اندامهای مختلف(گل، برگ، میوه، جوانه وشاخه) خسارت وارد کند
این مقاله گیاهان را از نظر طبقه‌بندی انها‌ براساس‌ واکنش‌ آنها به‌ دماهای‌ پایین‌ ، به گیاهان: حساس‌ به‌ سرما، حساس‌ به‌ دماهای‌ سرد بالای‌ صفر، حساس‌، حساس‌ به‌ درجه‌ حرارتهای‌ یخبندان‌ کم‌ یا دماهای‌ نزدیک‌ به‌ صفر درجه‌ سانتی‌گراد، کمی‌ مقاوم‌، زنده‌ماندن‌ در دماهای‌ انجماد تا -5 درجه‌ سانتی‌گراد، نیمه‌مقاوم‌، زنده‌ماندن‌ در دماهای‌ انجماد در محدوده‌ -5 تا -10 درجه‌ سانتی‌گراد، بسیار مقاوم‌، زنده‌ماندن‌ در دماهای‌ انجماد در محدوده‌ -10 تا -20 درجه‌ سانتی‌گراد، خیلی‌ زیاد مقاوم‌، گونه‌های‌ با حداکثر مقاومت‌ به‌ یخ‌زدگی‌ که‌ توانایی‌ تحمل‌ سرماهای‌ بسیار شدید(فراسردی‌) را دارند


اساس ژنتیکی تحمل به‌ سرما عبارت است از

پلی ژن بودن وراثت اکثر صفات مهم اقتصادی از جمله مقاومت به سرما و یخبندان، تحت تاثیر محیط بودن این صفات و دشواری اندازه گیری آنها، متکی بودن مطالعه این صفات بر روشهای آماری پیچیده و شاخصهای آماری مانند میانگین, واریانس, کوواریانس, شاخصهای چندمتغیره و
استراتژی های بهنژادی برای‌ افزایش‌ مقاومت‌ گیاهان‌ به‌ سرمانیز عبارتند از: اصلاح تدریجی گیاهان برای مقاومت به سرما و یخبندان از طریق کاربرد روشهای مرسوم اصلاحی و انتخاب، انجام هیبریداسیون بین گیاهان زراعی و خویشاوندان وحشی آنها که دارای صفت مقاومت به سرما و یخبندان هستند، اهلی‌کردن‌ گونه‌ های‌ وحشی‌ که‌ در محیطهای‌ سرد به‌ خوبی‌ رشد می‌کنند از طریق‌ اصلاح‌ و انتخاب‌ برای‌ بهبود صفات ‌زراعی‌ آنها، شناسایی‌ ژن‌های‌ مقاومت‌ به‌ سرما و یخ‌زدگی‌، کلون‌کردن‌ آنها و دست‌ورزی‌ ژنتیکی‌ آنها با استفاده‌ از روش‌های‌ بیولوژی‌ مولکولی، معرفی‌ ژنی‌ خالص و نو به‌ محیطهای‌ سرد به‌ منظور وسعت‌ بخشیدن‌ به‌ منابع‌ پایه‌ ژنی، مثال‌های‌ کمی‌ در مورد هیبریداسیون‌ بین‌گونه‌ای‌ شامل‌ گوجه‌فرنگی‌ و گندم‌ وجود دارد


در جمعیتهای‌ اصلاح‌ شده‌ و سازگار گیاهان‌ مختلفی‌ مانند ذرت‌، تنوع‌ ژنتیکی‌ فراوانی‌ برای‌ مقاومت‌ به‌ تنش‌ سرما دیده‌ شده‌ است اما استفاده‌ از نژادهای‌ خارجی‌ مقاوم‌ نیز موقعیتهای‌ مناسبی‌ را جهت‌ اصلاح‌ مقاومت‌ به‌تنش‌ سرما در این‌ گیاهان‌ فراهم‌ می کند
‌به عنوان مثال در اصلاح‌ سیب‌ زمینی‌ می‌توان‌ از منابع‌ ژنتیکی‌ وحشی‌ مانند گونه‌های‌ وحشی‌ سیب‌ زمینی‌ مقاوم ‌به‌ یخ‌زدگی‌ به‌ عنوان‌ والد در تلاقی‌ها استفاده‌ کرد
این مقاله در پایان می افزاید: در هر گیاه‌ زراعی‌ عملکرد نتیجه‌ نهایی‌ تمامی‌ فرآیندهای‌ بیوشیمیایی‌ و فیزیولوژیکی‌، از زمان‌ سبزشدن‌ تا بلوغ‌ فیزیولوژیکی‌ و تأثیرات‌ متقابل‌ این‌ فرایندها با محیط است، اختلاف‌ بین‌ عملکرد ثبت‌ شده‌ و میانگین‌ عملکردها، به‌ عواملی‌ که‌ از بروز کامل‌ پتانسیل‌ ژنتیکی‌ گیاهان‌ جلوگیری‌ می‌کنند مربوط می‌شود، برای‌ تعدادی‌ از مؤلفه‌ های‌ صفات‌ مقاومت‌ به‌ سرما، تنوع‌ ژنتیکی‌ وجود دارد. ترکیبی‌ از مقادیر کمی‌ از این‌ تنوع‌، با برخی‌ ازتکنولوژی‌های‌ دقیق‌ اصلاحی‌ که‌ در اینجا بحث‌ شد، می‌تواند زمینه‌ را برای‌ دستکاری‌ ژنهایی‌ در زمینه‌های‌ ژنتیکی‌ خالص‌ فراهم‌ سازد
در مناطقی‌ که‌ گیاهان‌ حساس‌ به‌ سرما کشت‌ می‌شود، هر جا که‌ دماهای‌ سرد درطول‌ فصل‌ رویش‌ غالب‌ است‌، اصلاح‌ مقاومت‌ به‌ سرما که‌ منجر به‌ تولید بهتر در مزرعه‌ می‌شود، می‌تواند قسمتی‌ از تفاوت‌ بین‌عملکردهای‌ بهینه‌ و عملکرد واقعی‌ را کاهش‌ دهد
اصلاح‌ یک‌ صفت‌ مقاومت‌ به‌ سرما به‌ صورت‌ منفرد نمی‌تواند در یک‌ محیط دارای‌ محدویت‌ از نظر دما، اثری‌ روی‌ عملکردیک‌ ژنوتیپ‌ خاص‌ داشته‌ باشد، بلکه‌ راه‌ بهتر این‌ است‌ که‌ چندین‌ صفت‌ مقاومت‌ را در زمینه‌ ژنتیکی‌ مناسب‌ جمع‌آوری‌ کنیم‌ تاژنوتیپ‌هایی‌ به‌ دست‌ آیند که‌ توانایی‌ تولید را در شرایط دمایی‌ سرد طی‌ فصل‌ رشد داشته‌ باشند

مواد و روش ها
به منظور بررسی تحمل گیاه زیره به سرما آزمایش به صورت اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی به اجرا در آمد
فاکتورهای مورد آزمایش شامل خو سرمایی (خوسرمایی و عدم خوسرمایی ) به عنوان پلات اصلی و ترکیب اکوتیپ (تربت ، قوچان، سبزوار، خواف،قائن)در دما(0 ،3-، 6-،9-،12-،15- درجه سانتیگراد) به صورت فاکتوریل در پلات فرعی در نظر گرفته شده بود. تحمل به سرما و بازیافت گیاه از طریق اندازه گیری صفاتی مانند درصد بقا و دمای کشنده برای 50% از نمونه ها (LT 50 ) سه هفته پس از اعمال تیمار یخ زدگی و ارتفاع گیاه تعداد گره در ساقه اصلی ، وزن خشک گیاه ، دمای کاهنده 50% وزن خشک گیاه ( DMT50 ) در پایان اندازه گیری مورد نظر بود که به دلایلی آزمایش ادامه نیافت
بذور پنج اکوتیپ زیره با دقت به صورت منوکارپ در آمد. سپس با قارچ کش کربوکسی تیرام به مدت 24 ساعت آغشته شد. این عمل بواسطه قرار دادن بذور در دستمال های پارچه ای و خیساندن آنها توسط آب شهری بود.به گونه ای که آب از شیر با دبی تقریبی 1 قطره در ثانیه بر دستمال های حاوی بذر و قارچ کش ریخته و از سمت دیگر اضافی اب از دستمال ها خارج می شد. سپس بذور ضد عفونی شده را در پتری دیش کشت کرده و بیش از 50% از بذور تمام اکوتیپهای مورد نظر پس از 72 ساعت جوانه زدند، که این زمان به عنوان زمان جوانه زنی ثبت شد. سه روز پس از جوانه زنی بذور مذکور توسط پنس آغشته به وایتکس رقیق شده در لیوان های پلاستیکی ( با قطر 8 cm) که از قبل در زیر آنها زهکش تعبیه شده بود قرار داده شد. خاک مورد استفاده مخلوطی از ماسه و خاک برگ ضد عفونی شده بود که با آون استریل شد. بستر کشت متشکل از این دو ماده به نسبت مساوی بود. خاک پیش از کشت خیس شده روی بذور کشت شده در لیوان ها ماسه ای به ضخامت 3 تا 4 میلیمتر پوشانده شد
لیوان ها هر یک روز در میان آبیاری شده و در شرایط دما و رطوبتی گاخانه های تحقیقاتی نگهداری شدند. پس از حدود 4 روز گلدانها به مرحله سبز شدن رسیدند. در ابتدای کار تمامی اکوتیپهای مورد آزمایش به خوبی سبز شدند و مشکلی نیز در مورد بوته میری مشاهده نشد . ولی باگذشت حدود یک هفته از زمان سبز شدگی ، در تمامی اکوتیپ ها کمابیش علائم بوته میری مشاهده شد. پس از حدود پانزده روز(مرحله دو برگ حقیقی) عوارض بوته میری به گونه بود که ادامه آزمایش غیر ممکن نمود

 دانلود فاکتورهای موثر در مقاومت به سرمای درختان

دانلود پاورپوینت

بازدید : 2142 چهارشنبه 20 آبان 1394 زمان : 3:0
آمار سایت
  • کل مطالب : 491
  • افراد آنلاین : 7
  • آی پی امروز : 13
  • آی پی دیروز : 288
  • بازدید امروز : 84
  • باردید دیروز : 1,431
  • گوگل امروز : 3
  • گوگل دیروز : 94
  • بازدید هفته : 10,959
  • بازدید ماه : 33,681
  • بازدید سال : 708,401
  • بازدید کلی : 1,071,567