بررسی درصد پروتئین، عملکرد و اجزای عملکرد دانه سویا با کاربرد اسید الاژیک

. مقدمه

رطوبت نسبی و دما دو عامل مهم در ایجاد فرسودگی بذر هستند. افزایش رطوبت نسبی منجر به افزایش میزان رطوبت بذر شده و در نهایت تسریع فرسودگی را به­دنبال دارد (Kameswara et al., 2017). به­طور معمول رطوبت موجود در بذر در انبار باید پنج تا 10 درصد باشد و زمانی که این میزان رطوبت بیش از 14 درصد شود، تنفس در بذر افزایش و بنیه آن با سرعت بیشتری کاهش یافته و دچار فرسودگی می­شود (Li et al., 2020). حتی زمانی­که بذور در رطوبت کم در انبار ذخیره می­شوند، چنان­چه دمای محیط بالا باشد، بنیه آن­ها به مقدار زیادی کاهش می­یابد. پیری تسریع­شده موجب کاهش قوه نامیه و بنیه بذر می­شود و به دنبال آن درصد جوانه­زنی، شاخص جوانه­زنی و شاخص بنیه کاهش یافته و بذر به شرایط تنش حساس­تر می­شود
 (Wang et al., 2022). ترکیبات درون بذر نیز روی سرعت فرسودگی آن اثرگذار است. هر چقدر مواد اکسید­شونده مانند روغن در بذر بیشتر باشد، بیشتر در معرض فرسودگی بوده و به شیوه­های انبارداری و رفتار خاص نیاز دارند (Matera et al., 2019). بنابراین بذرهای روغنی حساسیت بیشتری دارند. غالباً این گیاهان از اهمیت بالایی نیز برخوردار هستند؛ به­عنوان مثال سویا Glycine max (L.) Merril. از مهم­ترین گیاهان روغنی در جهان است و بذرهای این گیاه از لحاظ ساختاری ضعیف هستند و به­راحتی در معرض فرسودگی قرار می­گیرند (Koskosidis et al., 2022). نتایج تحقیقات نشان داد که پیری تسریع­شده موجب کاهش درصد جوانه­زنی و شاخص بنیه بذر و هم­چنین افزایش پراکسیداسیون لیپید در بذر سویا می­شود (Ebone et al., 2020; Santos et al., 2021;
Maesaroh et al., 2021).

به­طور کلی می­توان بیان کرد که فرسودگی بذر یک فرآیند غیر­قابل انعطاف و برگشت­ناپذیر است و در نهایت بذر نیز مانند هر موجود زنده دیگری می­میرد، ولی بررسی­ها حاکی از آن است که با روش­های انبارداری مناسب می­توان سرعت فرسودگی را کاهش داد. علاوه­بر روش­های انبارداری برخی تیمارها می­توانند بر بهبود عملکرد بذر مؤثر باشند (Arab et al., 2022a).

از جمله موادی که در کاهش اثرات تنش­ها از جمله فرسودگی در بذر نقش دارند، ترکیبات فنولیک هستند
 (Nazari et al., 2020). اسید­الاژیک یک ترکیب فنولیک است که کاربردهای دارویی و صنعتی بسیاری داشته و دارای خواص متنوعی از جمله خواص آنتی­اکسیدانی می­باشد (Sharifi Rad et al., 2022). اسید­الاژیک پلی­فنولی طبیعی است که در میوه­ها از جمله انار، توت­فرنگی، تمشک و انگور یافت می­شود و یکی از بهترین جاروب­کننده­های گونه­های فعال اکسیژن در گیاهان است (Evtyugin et al., 2020). این ماده در گیاهان در چرخه اسید­شیکیمیک نقش ایفا می­کند. مسیر متابولیکی اسید­شیکیمیک در بسیاری از گیاهان به­منظور بیوسنتز اسیدهای­آمینه آروماتیک (فنیل­آلانین، تیروزین و تریپتوفان) انجام می­شود
 (Sepulveda et al., 2011). محققان نشان دادند که کاربرد اسید­الاژیک در گیاهان موجب کاهش اثرات تنش­های خشکی، شوری و فرسودگی می­شود (Abuelsoud et al., 2013; Arab et al., 2022a; Khan et al., 2017). اسید­الاژیک به­دلیل خاصیت کلاته­کنندگی که دارد از تولید انواع گونه­های فعال اکسیژن در گیاهان جلوگیری می­کند (Liu et al., 2018). تحقیقات نشان داده است که کاربرد 50 میلی­گرم در لیتر اسید­الاژیک موجب افزایش عملکرد دانه در سویا (Arab et al., 2022a)، نخود
 (Abuelsoud et al., 2013) و کلزا (Khan et al., 2017) می­شود.

از آنجایی که سویا یکی از گیاهان مهم صنعتی است و طبق تحقیقات انجام­شده، بذر آن به میزان زیادی در معرض فرسودگی قرار می­گیرد، لذا یافتن راهکاری کارآمد برای کاهش آثار منفی ناشی از بذرهایی که به هر دلیل دچار فرسودگی شده­اند، ضرورت دارد. با­توجه­به این­که اسید­الاژیک یک ماده با خاصیت آنتی­اکسیدانی قوی با خاصیت ضدپیری است و تا به حال در تحقیقی به بررسی اسید­الاژیک روی بذر فرسوده و گیاهان حاصل از این بذر پرداخته نشده و سندی در این مورد یافت نشد، لذا در این تحقیق اثر این ماده به­صورت پیش­تیمار بذری و محلول­پاشی برگی بررسی شد.

2. روش‎شناسی پژوهش

این آزمایش به­صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی در دو سال زراعی 1398 و 1399 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی شاهرود انجام شد. در این پژوهش تیمارها شامل پیری تسریع­شده در دو سطح (بذر نرمال و بذر فرسوده) و اسید­الاژیک در چهار سطح (صفر، پیش­تیمار بذر، محلول­پاشی برگی و کاربرد توأم پیش­تیمار بذر و محلول­پاشی برگی با غلظت 50 میلی­گرم در لیتر (Arab et al., 2022a) و سه تکرار بود. بذر سویا مورد استفاده در این آزمایش رقم DPX (کتول) بود و از مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران تهیه شد. این رقم سویا دیررس بوده و مقاوم به خوابیدگی بوته و ریزش دانه می­باشد و از لحاظ تیپ رشدی، رشد نامحدود می­باشد. بذرهای مورد استفاده، بذرهای برداشت­شده همان سال بودند که تا زمان آزمایش در انبار کنترل­شده دارای سیستم خنک‌کننده و در محدوده دمایی 14 تا 17 درجه سانتی­گراد و رطوبت نسبی 30 تا 40 درصد نگهداری شدند. جهت ضدعفونی­کردن بذرها از هیپوکلریت سدیم یک­درصد به­مدت 60 ثانیه استفاده شد و سپس بذرها سه بار با آب مقطر شستشو شدند. جهت اعمال تیمار پیری تسریع­شده، بذرهای مورد آزمایش به­مدت 72 ساعت در دمای 41 درجه سانتی­گراد و رطوبت نسبی 95 درصد قرار گرفتند (ISTA, 2009). پیش­تیمار بذر با غلظت 50 میلی­گرم در لیتر اسید­الاژیک با رعایت اصول هوادهی بذر به­مدت شش ساعت انجام شد. در هر دو سال زراعی عملیات کاشت در خرداد­ماه و توسط دست انجام شد. فاصله بین خطوط 50 سانتی­متر و روی خطوط 10 سانتی­متر بود. طول هر خط کاشت شش متر بود. تراکم بوته 20 عدد در متر مربع در نظر گرفته شد. دو خط کناری به عنوان حاشیه و دو خط وسط جهت تعیین پارامترهای آزمایش استفاده شدند. سطح زیر کشت معادل 500 متر مربع بود و در هیچ مرحله­ای کود شیمیایی استفاده نشد. نتایج تجزیه خاک در جدول 1 گزارش شده است. در مرحله آغاز گلدهی (R1) و در شرایط مساعد محیطی محلول­پاشی­ها انجام شد. اسید­الاژیک مورد استفاده از شرکت سیگماآلدریچ آمریکا و بقیه مواد شیمیایی مورد استفاده از شرکت مرک آلمان تهیه شد.

جدول 1 .ویژگی­های فیزیکو شیمیایی خاک مزرعه

جهت محاسبه صفت میانگین جوانه­زنی روزانه از رابطه (1) استفاده شد (Ranal & De Santana, 2006).

در این رابطه MDG میانگین جوانه­زنی روزانه، GR% درصد جوانه­زنی و D طول دوره آزمایش است.

شاخص جوانه­زنی طبق رابطه (2)، از مجموع نسبت تعداد کل بذرهای جوانه­زده (N) به تعداد روزهای پس از کاشت (t) محاسبه شد (Ruan, 2002).

مقدار نیتروژن موجود در دانه با دستگاه NIR ^[1]مدل KJT-270 ساخت کشور ژاپن اندازه­گیری شد. برای این کار مقدار یک گرم نمونه آسیاب­شده بذر سویا، در محل مخصوص قرارگیری نمونه­ها در دستگاه قرار داده شد و درصد نیتروژن نمونه با دستگاه اندازه­گیری شد. برای به­دست­آوردن درصد پروتئین، عدد مربوط به درصد نیتروژن در ضریب تبدیل پروتئین سویا ( 75/5) ضرب شد (AOAC, 1990).

تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و وزن صد دانه روی 10 بوته در 155 روز پس از کاشت (رسیدگی کامل) اندازه­گیری شدند. برای اندازه­گیری عملکرد نهایی تعداد 20 بوته توسط دست برداشت شد. ابتدا غلاف­های هر بوته و سپس دانه­های موجود در هر غلاف جداسازی و با استفاده از ترازوی دیجیتال با دقت 001/0 گرم توزین و در نهایت عملکرد بر حسب تن در هکتار گزارش شد.

برای داده­های دو سال زراعی، ابتدا آزمون بارتلت انجام شد. برای صفات اندازه­گیری شده در این پژوهش، آزمون بارتلت معنی­دار نبود و همگنی اشتباه آزمایشی تأیید و سپس تجزیه واریانس مرکب انجام شد. برای صفاتی که آزمون بارتلت معنی­دار شد، داده­های هر سال به­طور جداگانه تجزیه شدند. تجزیه واریانس داده­ها با استفاده از نرم­افزار SAS 9.1 انجام شد. مقایسه میانگین صفات مورد بررسی به­روش LSD در سطح احتمال پنج­درصد انجام شد.

3. یافته­های پژوهش و بحث

1-3. میانگین سبز­شدن روزانه در مزرعه

میانگین سبز­شدن روزانه تحت تأثیر پیری تسریع­شده، اسید­الاژیک و برهم­کنش سه­جانبه سال، پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک در سطح احتمال پنج درصد قرار گرفت (جدول 2). مقایسات میانگین اثرات متقابل پیری تسریع­شده و پیش­تیمار در سال اول آزمایش نشان داد که اعمال پیری تسریع­شده موجب کاهش 16/62 درصدی این صفت شد. پیش­تیمار بذر نرمال و فرسوده با اسید­الاژیک به­ترتیب موجب افزایش 97/26 و 13/39 درصدی میانگین سبز­شدن روزانه شد (شکل a1). همان­طور که در شکل a2 مشاهده می­شود پیری تسریع­شده در سال دوم آزمایش این صفت را به­میزان 67/60 درصد کاهش داد و زمانی­که بذر نرمال و فرسوده، اسید­الاژیک را به­صورت پیش­تیمار بذری دریافت کردند، 51/19 و 78/31 درصد بهبود در این صفت مشاهده شد. بذرهای پیر­شده سویا به­دلیل کاهش در فعالیت آنزیم آلفاآمیلاز، افزایش گونه­های فعال اکسیژن و تخریب در دیواه سلولی در جذب آب مشکل دارند و از­این­رو درصد و سرعت جوانه­زنی آن­ها کاهش می­یابد (Arab et al., 2022a). می­توان چنین بیان کرد که اثر پیری تسریع­شده، بیشتر روی بنیه بذر است و ممکن است بذر درصد جوانه­زنی مطلوبی داشته باشد، ولی از بنیه ضعیفی برخوردار باشد. در این صورت پس از قرار­گرفتن در شرایط مزرعه­ای ممکن است استقرار گیاهچه مناسب نباشد و در نهایت منجر به بدسبزی شود. نتایج تحقیقات دیگر نیز نتایج این پژوهش را تأیید می­کند (Matera et al., 2019). پیری تسریع­شده درصد سبز­شدن نهایی و میانگین سبز­شدن روزانه را کاهش داده و سبب افزایش احتمال تولید گیاهچه­های غیر طبیعی، کاهش درصد استقرار بوته در مزرعه و در نهایت در مواردی موجب کاهش عملکرد می­شود (Weerasekara et al., 2021). پیری تسریع­شده در سویا موجب کاهش درصد سبز­شدن در مزرعه می­شود (Koskosidis et al., 2022). محققان علت کاهش درصد جوانه­زنی را تأثیر پیری تسریع­شده بر نفوذپذیری غشا، افزایش تنفس بذر و کاهش انرژی اولیه مورد نیاز بذر برای جوانه­زنی دانسته­اند.

محققان اسید­الاژیک را به­عنوان تنظیم­کننده رشد گیاه دانسته و بیان کردند که این ماده موجب افزایش درصد سبز­شدن در مزرعه می­شود (Arab et al., 2022a). این محققان دریافتند که پیش­تیمار با اسید­الاژیک علاوه­بر افزایش فعالیت آنزیم آلفاآمیلاز در بذر، میزان گونه­های فعال اکسیژن را نیز از طریق افزایش فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدان کاهش داده، در نتیجه منجر به افزایش درصد سبز­شدن بذرها می­شود. پیش­تیمار بذر سویا با ترکیبات فنولی درصد سبز­شدن بذر نرمال و فرسوده سویا در مزرعه را تا سطح معنی­داری ارتقا می­دهد (Nazari et al., 2020).

جدول 2. تجزیه واریانس صفات میانگین سبز­شدن روزانه و شاخص جوانه­زنی تحت تأثیر پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک (تجزیه مرکب)

^*و^** ‌به­ترتیب ‌نشانگر معنی­داری ‌در ‌سطح ‌احتمال‌ پنج ‌و ‌یک ‌درصد ‌می­باشند.

شکل 1. مقایسه میانگین اثرات متقابل پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک بر میانگین سبز­شدن روزانه سویا در سال اول (1398)(a) و سال دوم (1399) (b). ستون‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال پنج درصد با آزمون LSD ندارند.

2-3. شاخص جوانه­زنی

نتایج جدول تجزیه واریانس حاکی از آن است که شاخص جوانه­زنی از اثرات متقابل پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک، سال و پیری تسریع­شده، سال و اسید­الاژیک در سطح احتمال یک درصد تأثیر پذیرفت (جدول 2). بررسی اثرات متقابل پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک نشان داد که شاخص جوانه­زنی در شرایط پیری تسریع­شده 39/53 درصد نسبت به شرایط نرمال کاهش یافت (شکل a2). استفاده از اسید­الاژیک در شرایط نرمال موجب افزایش 66/13 درصدی شاخص جوانه­زنی شد و در بذر فرسوده افزایش 20/11 درصدی با کاربرد این ماده به ثبت رسید (شکل 2).

دلیل کاهش شاخص جوانه­زنی با کاهش سرعت جوانه­زنی در ارتباط است. تیمار پیری تسریع­شده موجب کاهش سرعت جوانه­زنی می­شود. کاهش در سرعت جوانه­زنی به دلیل وقفه­ای است که در شروع جوانه­زنی در بذرهای فرسوده رخ می­دهد. دلیل وقفه ایجاد­شده نیز می­تواند خسارت­های وارد­شده به غشای سلول­های بافت جنینی باشد. بنابراین مدت زمان لازم برای جوانه­زنی در بذرهای فرسوده افزایش می­یابد که نتیجه آن کاهش شاخص جوانه­زنی خواهد بود (Goodarzian Ghahfarokhi et al., 2019). به نظر می­رسد استفاده از اسید­الاژیک به­دلیل افزایش کارایی استفاده از ذخایر بذر، کاهش هدایت الکتریکی غشا و کاهش گونه­های فعال اکسیژن توانسته است با فرسودگی مقابله کند و شاخص جوانه­زنی تحت شرایط فرسودگی را ارتقا دهد (Arab et al., 2022b). در راستای این تحقیق، سایر محققان گزارش کردند که ترکیبات فنولی منجر به کاهش اثرات پیری تسریع­شده و در نتیجه بهبود شاخص جوانه­زنی در گیاهان می­شوند (Moori & Eisvand, 2019).

شکل 2. مقایسه میانگین اثرات متقابل پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک بر شاخص جوانه­زنی سویا. ستون‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال پنج درصد با آزمون LSD ندارند.

3-3. تعداد غلاف در بوته

همان­طور که در جدول 3 مشاهده می­شود، تعداد غلاف در بوته سویا تحت تأثیر اسید­الاژیک و برهم­کنش پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک در سطح احتمال پنج درصد قرار گرفت. تعداد غلاف در بوته در گیاهان حاصل از بذر فرسوده به طور معنی­داری کمتر از شرایط نرمال بود (شکل 3). استفاده از اسید­الاژیک به­صورت پیش­تیمار بذری، محلول­پاشی برگی و ترکیب توام آن­ها موجب افزایش تعداد غلاف در بوته در هر دو شرایط نرمال و فرسودگی شد (شکل 3). در هر دو شرایط نرمال و فرسودگی، کاربرد توأم اسید الاژیک به­صورت پیش­تیمار بذری و محلول­پاشی برگی بالاترین تعداد غلاف در بوته را دارا بودند که به­ترتیب معادل 2/42 و 91/39 عدد بود (شکل 3).

سایر محققان نیز دریافتند که پیری تسریع­شده موجب کاهش تعداد غلاف در بوته در گیاهان می­شود (Eisvand et al., 2017; Mohammadzadeh et al., 2019). کاهش تعداد غلاف در بوته در گیاهان حاصل از بذور فرسوده در این پژوهش را می­توان ناشی از کاهش تعداد شاخه در گیاه دانست. محققان دیگر دلیل کاهش تعداد غلاف در بوته را با ریزش و سقط گل­ها مرتبط دانستند (Mohammadzadeh et al., 2019). به نظر می­رسد که کاربرد ترکیبات فنولی در گیاهان تا حدودی شرایط بهتری را برای تلقیح گل­ها فراهم می­کنند و در نتیجه تعداد گل و تعداد غلاف در گیاه، بیشتر می­شود (Cheraghi et al., 2015).

جدول 3. تجزیه واریانس صفات اندازه­گیری­شده در سویا تحت تأثیر پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک (تجزیه مرکب)

*و** ‌به­ترتیب نشانگر ‌معنی­داری ‌در ‌سطح ‌احتمال‌ پنج ‌و ‌یک ‌درصد ‌می­باشند.

شکل 3. مقایسه میانگین اثرات متقابل پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک بر تعداد غلاف در بوته سویا. ستون‌های دارای حرف مشترک، اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال پنج درصد با آزمون LSD ندارند.

4-3. تعداد دانه در غلاف

تعداد دانه در غلاف از تیمارهای پیری تسریع­شده، اسید­الاژیک و برهم­کنش این دو تیمار در سطح احتمال یک درصد تأثیر پذیرفت (جدول 3). پیری تسریع­شده موجب کاهش معنی­دار 16/4 درصدی تعداد دانه در غلاف نسبت به شرایط نرمال شد (شکل 4). استفاده از اسید­الاژیک به­صورت پیش­تیمار بذری و ترکیب توام پیش­تیمار بذری و محلول­پاشی برگی منجر به افزایش معنی­دار این صفت در هر دو شرایط نرمال و فرسودگی شد (شکل 4). کاربرد این ماده به­صورت محلول‌پاشی تأثیری بر تعداد دانه در غلاف نشان نداد (شکل 4). سایر پژوهشگران نیز دریافتند که پیری تسریع­شده موجب کاهش تعداد دانه در غلاف در لوبیا شد (Mohammadzadeh et al., 2019). محققان دلیل کاهش تعداد دانه در غلاف را این­طور بیان کرده­اند که طی پیری بذر، استقرار بوته در مزرعه کمتر می­شود و گیاه قادر به تأمین نیاز کربن و نیتروژن گل و میوه­های تولید­شده نیست و از طرفی با گذشت زمان این نیازها بیشتر می­شود و انتقال مواد فتوسنتزی از بخش­های رویشی به زایشی تداوم می­یابد. این پدیده موجب می­شود که بافت­های رویشی دچار پیری شوند و به دنبال آن تعداد دانه در غلاف تا سطح معنی­داری کاهش یابد (Eisvand et al., 2017). دلیل افزایش تعداد دانه در غلاف با کاربرد اسید­الاژیک را می­توان این­طور بیان کرد که با کاربرد تنظیم­کننده­های رشد، تسهیم مواد پرورده به رشد رویشی کمتر شده و سهم دانه­ها از این مواد افزایش می­یابد بنابراین می­توان افزایش تعداد دانه را نتیجه کاهش نسبت گلچه­های عقیم قبل از گرده­افشانی دانست (Sedaghat & Emam, 2016).

شکل 4. مقایسه میانگین اثرات متقابل پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک بر تعداد دانه در غلاف سویا. ستون‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال پنج درصد با آزمون LSD ندارند.

5-3. وزن صد دانه                                                                 

در این آزمایش وزن صد دانه از پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک در سطح احتمال یک درصد تأثیر پذیرفت (جدول 3). وزن صد دانه در گیاهان حاصل از بذر فرسوده 13/13 درصد کمتر از گیاهان حاصل از بذر نرمال بود (جدول 4). استفاده از اسید­الاژیک به­صورت ترکیب توأم پیش­تیمار بذری و محلول­پاشی برگی توانست وزن صد دانه را 89/20 درصد نسبت به شاهد افزایش دهد و این در حالی است که کاربرد سایر سطوح این ماده اختلافی با شاهد از لحاظ وزن صد دانه نداشت (جدول 4). کاهش وزن صد دانه در این تحقیق بر اثر پیری تسریع­شده ممکن است به­دلیل کاهش رشد اندام­های فتوسنتزکننده در اثر کیفیت پایین بذر باشد. لذا کاهش سطح برگ در شرایط فرسودگی از طریق کاهش سرعت فتوسنتز خالص در نهایت وزن صد دانه را تا سطح معنی­دار کم کرده است. محققان بیان کردند که وزن صد دانه به مقدار ماده ساخته­شده فتوسنتزی موجود و به ظرفیت دانه­ها برای ذخیره­سازی بستگی دارد و کاهش هر کدام از این دو مورد موجب کاهش وزن صد دانه می­شود (Eisvand et al., 2017). کاربرد اسید­الاژیک در این تحقیق احتمالاً از طریق افزایش شاخص سطح برگ موجب افزایش وزن صد دانه سویا شده است. مشابه این نتایج سایر محققان دریافتند که کاربرد ترکیبات فنولی موجب افزایش وزن صد دانه گندم می­شود (Yousefi Rad & Safa, 2021).

جدول 4. مقایسه میانگین اثرات اصلی پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک در صفات اندازه­گیری­شده در گیاه سویا

ستون‌های دارای حداقل یک حرف مشترک اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال پنج درصد با آزمون LSD ندارند.

6-3. درصد پروتئین

پیری تسریع­شده، اسید­الاژیک و برهم­کنش این دو تیمار در سطح احتمال پنج درصد بر این صفت تأثیر داشتند (جدول 3). بررسی مقایسات میانگین اثرات متقابل نشان داد که کاربرد اسید­الاژیک در شرایط نرمال تأثیری بر درصد پروتئین نشان نداد و این در حالی است که استفاده از این ماده به­صورت پیش­تیمار بذری، محلول­پاشی برگی و کاربرد توأم پیش‌تیمار بذری و محلول­پاشی برگی در شرایط فرسودگی به­ترتیب منجر به افزایش 88/0، 40/0 و 86/0 درصدی پروتئین شد (شکل 5). نکته قابل توجه این بود که کاربرد اسید­الاژیک به­صورت پیش­تیمار بذری و کاربرد توام پیش­تیمار بذری و محلول­پاشی برگی در شرایط فرسودگی منجر به افزایش درصد پروتئین تا سطح گیاهان روییده از بذر نرمال شدند (شکل 5). مشابه نتایج این تحقیق، پژوهشگران بیان کردند که پیری تسریع­شده موجب کاهش درصد پروتئین در گلرنگ شد (Onder et al., 2020).

شکل 5. مقایسه میانگین اثرات متقابل پیری تسریع شده و اسید الاژیک بر درصد پروتئین سویا. ستون‌های دارای حداقل یک حرف مشترک اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال پنج درصد با آزمون LSD ندارند.

اسید­الاژیک ویژگی آنتی­اکسیدانی دارد و با­توجه­به بروز تنش اکسیداتیو بذر در شرایط پیری تسریع­شده، پرایمینگ بذر با اسید­الاژیک ممکن است در کاهش آسیب ناشی از تنش اکسیداتیو و به­ویژه پراکسیداسیون لیپیدها مؤثر بوده باشد
 (Abu El Soud et al., 2013). به نظر می­رسد استفاده از اسید­الاژیک موجب قوی­تر­شدن بذر فرسوده شد و در نتیجه گیاهان قوی­تری رشد کرده است و مواد فتوسنتزی بیشتر و در نهایت پروتئین دانه بیشتر شده است.

7-3. عملکرد دانه

عملکرد دانه از پیری تسریع­شده و اسید­الاژیک در سطح احتمال پنج درصد تأثیر پذیرفت (جدول 3). تیمار پیری تسریع­شده موجب شد که عملکرد دانه 30/27 درصد (معادل 70/0 تن در هکتار) نسبت به شرایط نرمال کاهش یابد (جدول 4). استفاده از تمامی سطوح اسید­الاژیک منجر به بهبود این صفت شد. به­طوری­که کاربرد توأم پیش­تیمار و محلول­پاشی بالاترین عملکرد دانه را به خود اختصاص داد که 93/51 درصد نسبت به شاهد بالاتر بود. گیاهان حاصل از بذر پیش­تیمار­شده با اسید­الاژیک نسبت به شاهد افزایش 65/22 درصدی عملکرد دانه را نشان دادند. زمانی که اسید­الاژیک تنها به‌صورت محلول­پاشی برگی مورد استفاده قرار گرفت عملکرد دانه 09/22 درصد ارتقا یافت (جدول 4).

پیری تسریع­شده سبب کاهش درصد سبز­شدن نهایی مزرعه، تعداد غلاف در بوته و وزن صد دانه شد که همه این­ها می­توانند دلایلی برای کاهش عملکرد دانه در این شرایط باشند. در مقابل استفاده از اسید­الاژیک ممکن است با افزایش وزن صد دانه و تعداد غلاف در بوته موجب افزایش عملکرد دانه شده باشد. مشابه این نتایج محققان دیگر دریافتند که استفاده از ترکیبات فنولی موجب افزایش عملکرد دانه سویا می­شود (Sharma et al., 2018; Khan et al., 2017).

8-3. تجزیه علیت

از تجزیه علیت جهت تعیین سهم اثرهای مستقیم و غیر مستقیم متغیرها بر عملکرد دانه استفاده شد. زمانی که عملکرد دانه به عنوان صفت وابسته در نظر گرفته شد، صفات میانگین سبز­شدن روزانه در مزرعه، شاخص جوانه­زنی، تعداد غلاف در بوته و وزن صد دانه به­میزان 69/75 درصد از تغییرات را توجیه کردند (جدول 5). در این بین صفت وزن صد دانه بالاترین همبستگی مثبت و مستقیم را دارا بود که معادل 58/0 بود و بعد از آن به­ترتیب صفات شاخص جوانه­زنی (29/0) و تعداد غلاف در بوته (25/0) اثر مستقیم و مثبت بر عملکرد دانه نشان دادند. میانگین سبز­شدن روزانه از طریق تأثیر بر شاخص جوانه­زنی بر عملکرد دانه تأثیرگذار بود (جدول 5).

جدول 5. تجزیه علیت عملکرد دانه تحت تأثیر صفات میانگین سبز­شدن روزانه،شاخص جوانه­زنی، تعداد غلاف در بوته و وزن صد دانه (عملکرد دانه صفت وابسته است).

اعداد موجود در قطر نشان­دهنده اثرات مستقیم و خارج از قطر نشان­دهنده اثرات غیر مستقیم صفات روی عملکرد دانه می­باشند.

4. نتیجه­گیری

نتایج این پژوهش نشان داد که پیری تسریع­شده موجب کاهش تعداد غلاف در بوته، وزن صد دانه و در نهایت عملکرد دانه تا سطح قابل توجهی می­شود. با­توجه­به اینکه صفات ذکر­شده از اجزای مهم عملکرد هستند، کاهش هر کدام تأثیر زیادی بر عملکرد نهایی می­گذارد. نتایج حاکی از آن است که این صفات با کاربرد اسید­الاژیک به­صورت پیش­تیمار بذری و محلول­پاشی برگی تا سطح قابل توجهی افزایش نشان دادند. در محدوده پژوهش حاضر کاربرد اسید­الاژیک به­صورت توام پیش­تیمار بذری و محلول­پاشی برگی بهتر از سایر سطوح عمل کرد و بالاترین عملکرد دانه در گیاهان سویا در شرایط نرمال و پیری تسریع­شده را دارا بود. در این پژوهش کاربرد این ماده به­صورت پیش­تیمار بذری بهتر از حالت محلول­پاشی برگی عمل کرد. به­دلیل گران­قیمت­بودن اسید­الاژیک و مقرون به­صرفه­تر بودن، کاربرد این ماده برای کشاورزان به­صورت پیش‌تیمار بذری جهت افزایش عملکرد و پروتئین سویا توصیه می­شود.

5. منابع

Abuelsoud, W., Hegab, M.M., Abdelgavad, H., Zinta, G., & Asard, H. (2013). Ability of ellagic acid to alleviate osmotic stress on chickpea seedlings. Journal of Plant Physiology and Biochemistry, 71(1), 173-183.

AOAC (Association Official Methods of Analysis). (1990). Official methods of analysis of the association of official analytical chemist. Washington.

Arab, S., Baradaran Firouzabadi, M., Gholami, A., & Haydari, M. (2022a). Physiological responses of soybean plants to pretreatment and foliar spraying with ellagic acid and eeaweed extract under accelerated aging. South African Journal of Botany, 148, 510-518.

Arab, S., Baradaran Firouzabadi, M., Gholami, A., & Haydari, M. (2022b). The effect of seed deterioration, foliar application and seed pretreatment with ellagic acid and seaweed extract (Ascophyllum nodosum) on agronomical and physiological traits of soybean. Ph.D. Thesis in Agronomy. Shahrood University of Technology. pp:224. (In Persian)

Cheraghi, A.M., Sajedi, N., & Gomarian, M. (2015). Response of agronomic, physiological and quality characteristics of rainfed chickpea to salicylic acid and selenium. Iranian Journal of Pulses Research, 5(2), 31-42. (In Persian)

Ebone, L.A., Caverzan, A., Tagliari, A., Chiomento, J., Silveira, D., & Chavarria, G. (2020). Soybean seed vigor: Uniformity and growth as key factors to improve yield. Agronomy, 10(545), 1-15.

Eisvand, H.R., Dousti, A., Hosseini, N.M., & Babaie, A.P. (2017). Effects of PGPR bacteria and seed ageing on improving common bean (Phaseolus vulgaris L.) yield and yield components. Iranian Journal of Field Crop Science, 45(2), 33-42. (In Persian)

Evtyugin, D.D., Magina, S., & Evtuguin, D.V. (2020). Recent advances in the production and applications of ellagic acid and its derivatives. A review. Molecules, 25(12), 27-45.

Goodarzian Ghahfarokhi, M., Darvishi, B., & Abdoli, M. (2019). Responses of germination characteristics and antioxidant enzymes activity to different levels of hydro-priming and seed ageing in three maize (Zea mays L.) hybrids. Journal of Plant Physiology and Breeding, 9(1), 17-32. (In Persian)

ISTA (International Seed Testing Association). (2009). International rules for seed testing. Seed Science and Technology, 49, 86-41.

Kameswara Rao, N., Dulloo, M.E., & Engels, J.M.M. (2017). A review of factors that influence the production of quality seed for long-term conservation in genebanks. Genetic Resources and Crop Evolution, 64, 1061–1074.

Koskosidis, A., Khah, E.M., Pavli, O.I., & Vlachostergios, D.N. (2022). Effect of storage conditions on seed quality of soybean (Glycine max L.) germplasm. AIMS Agriculture and Food, 7(2), 387-402.

Khan, A., Nazar, S., Lang, I., Nawaz, H., & Hussain, M.A. (2017). Effect of ellagic acid on growth and physiology of canola (Brassica napus L.) under saline conditions. Journal of Plant Interaction, 12(1), 520-525.

Li, X.Z., Simpson, W.R., Song, M.L., Bao, G.S., Niu, X.L., Zhang, Z.H., Xu, H.F., Liu, X., Li, Y.L., & Li, C.J. (2020). Effects of seed moisture content and epichloe endophyte on germination and physiology of Achnatherum inebrians. South African Journal of Botany, 134, 407–414.

Liu, Y., Liu, Y., Liu, H., & Shang, Y. (2018). Evaluating effects of ellagic acid on the quality of kumquat fruits during storage. Scientia Horticulturae, 227, 244-254.

Maesaroh, S., Wahyu, Y., & Widajati, E. (2021). Seed storability and enetic parameters estimation on accelerated aging seed of argomulyo soybean (Glycine max (L.) Merr.) mutant lines. The Journal of Agriculture Science, 31(3), 763-775.

Matera, T.C., Pereira, L.C., Braccini, A.L., Krzyzanowski, F.C., Scapim, C.A., Piana, S.C., Marteli, D.C.V., Pereira, R.C., Ferri, G.C. & Suzukawa, A.K. (2019). Accelerated aging test and its relationship to physiological potential of soybean seeds. Journal of Seed Science, 41, 301-308.

Mohammadzadeh, A., Majnon Hoseini, N., Asadi, S., Moghadam, H., & Jamali, M. (2019). Effects of artificial seed ageing on germination indices, seedling establishment and yield of two red kidney bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars. Iranian Journal of Seed Science and Technology, 7(2), 75-94. (In Persian)

Moori, S., & Eisvand, H.R. (2019). The effect of priming with salicylic acid and ascorbic acid on germination indices and biochemical traits in wheat seed deterioration. Iranian Journal of Seed Science and Research, 6(3), 381-398. (In Persian)

Nazari, R., Parsa S., Tavakkol Afshari, R., Mahmoodi, S., & Seyyedi, S.M. (2020). Salicylic acid priming before and after accelerated aging process increases seedling vigor in aged soybean seed. Journal of Crop Improvement, 34(2), 218-237.

Onder, S., Tonguc, M., Guvercin, D., & Karakurt, Y. (2020). Biochemical changes stimulated by accelerated aging in safflower seeds (Carthamus tinctorius L.). Journal of Seed Science, 42, 1-12.

Ranal, M.A., & De Santana, D.G. (2006). How and why to measure the germination process? Revista Brazil, Botanicue, 29(1), 1-11.

Ruan, S. (2002). The influence of priming on germination of rice seeds and seedling emergence and performance in flooded soil. Seed Science and Technology, 30, 61-67.

Santos, R.F., Placido, H.F., Bosche, L.L., Net, H.Z., Ferando, H., & Alessandro, B. (2021). Accelerated aging methodologies for evaluating physiological potential of treated soybean seeds. Journal of Seed Science, 43, 1-10.

Sedaghat, M.E., & Emam, Y. (2016). Effect of three growth regulators on grain yield of wheat cultivars under different moisture regimes. Journal of Crop Production and Processing, 6(21), 15-33. (In Persian)

Sepulveda, L., Ascacio, A., Rodriguez, R., Aguilera, A., & Aguilar, C. (2011). Ellagic acid: biological properties and biotechnological development for production processes. African Journal Biotechnology, 10(22), 4518-4523.

Sharifi Rad, J., Quispe, C., Castillo, C.M.S., Caroca, R., Lazo-Vélez, M.A., Antonyak, H., Polishchuk, A., Lysiuk, R., Oliinyk, P., De Masi, L., & Bontempo, P. (2022). Ellagic acid: A review on its natural sources, chemical stability, and therapeutic potential. Oxidative Medicine and Cellular Longevity.

Sharma, M., Gupta, S.K., Majumder, B., Maurya, V.K., Deeba, F., Alam, A., & Pandey, V. (2018). Proteomics unravel the regulating role of salicylic acid in soybean under yield limiting drought stress. Plant Physiology and Biochemistry, 130, 529-541.

Yousefi Rad, M., & Safa, H. (2021). Effect of foliar application of salicylic acid and selenium on yield and yield components of dry land wheat. Cereal Research, 11(1), 31-41. (In Persian)

Wang, B., Yang, R., Ji, Z., Zhang, H., Zheng, W., Zhang, H., & Feng, F. (2022). Evaluation of biochemical and physiological changes in sweet corn seeds under natural aging and artificial accelerated aging. Agronomy, 12(5), 10-28.

Weerasekara, I., Sinniah, U.R., Namasivayam, P., Nazli, M.H., Abdurahman, S.A., & Ghazali, M.N. (2021). Priming with humic acid to reverse ageing damage in soybean (Glycine max (L.) Merrill.] seeds. Agriculture, 11(966), 1-18.

[1]. Near Infrared Radiatio