پرایمینگ بذر

آیا تابحال این تجربه را داشته اید که بذرهای خود را پیش از کاشت بخیسانید؟ آیا این عمل تاثیری روی جوانه زدن بذرها داشته است؟ برای افزایش جوانه زنی  بذور و افزودن مقاوت آنها در برابر تنش های محیطی چه عملیاتی باید اجام داد؟ فرسته ذیل به این پرسشها پاسخ می دهد:

راههای متفاوتی برای افزایش تولید گیاهان زراعی در واحد سطح وجود دارد که از جمله آن‌ها استفاده از بذرهای با کیفیت بالاست. پرایمینگ بذر روشی ساده و ارزان برای افزایش کیفیت بذر است که در صورت انجام صحیح منجر به افزایش عملکرد می‌شود. این عملیات شامل خیساندن بذر در یک محلول که طی آن فرایندهای فیزیولوژیکی در بذر فعال می گردد، می باشد.

در واقع پرایمینگ به تیمار های خاص قبل از کاشت گفته می شود که برای افزایش درصد و یکنواختی جوانه زنی بذر ، بهبود استقرار اولیه و رشد گیاهچه، بهره‌برداری بهتر از نهاده‌های محیطی، مقاومت بیشتر در برابر شرایط نامساعد محیطی، رقابت بهتر با علف‌های هرز، زودرسی و افزایش کمی و کیفی و افزایش مقاومت بذر در برابر تنش های محیطی بکار گرفته می شود و شامل فرایندی است که طی آن تا اندازه ای به بذر اجازه جذب آب داده می شود تا فعالیت جوانه زنی شروع شود ولی خروج ریشه چه رخ ندهد.

بعبارت دیگر بذر تا مرحله جذب آب پیش می رود ، اما وارد مرحله سوم نمی شود. سپس بذرها خشک می شوند و تا زمان کاشت نگاهداری می شوند. با این عمل ، پس از قرار گرفتن بذر در خاک در ساعات اولیه جوانه زنی ، مقادیر زیادی از عناصر غذایی دراختیار جنین در حال رشد قرار می گیرد.

 بنابراین در طول فرایند جوانه زنی، ریشه های خارج شده از بذر که قبلا از عناصر غذایی استفاده کرده اند ، برای دستیابی به عناصرغذایی بیشتر در خاک توسعه می یابند. با وجود فواید بسیار این روش ، بزرگترین ایراد بذرهای پرایم شده این است که نمی‌توان آنها را انبار کرد و بایستی هرچه زودتر بعد از پرایمینگ کشت شوند.

در جریان پرایمینگ، ابتدا موجبات جذب آب توسط بذرها را فراهم می آوریم (تا قبل از خروج ریشه چه) و سپس بذر ها از محیط آب خارج میشوند. مقدار آب جذب شده باید بحدی باشد که مانع از جوانه زنی شود، این عمل امکان وقوع یکسری فرآیندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی پیش از جوانه زنی را فراهم می آورد. لذا هنگامی که بذر پرایم شده در محیط مناسب جوانه زنی قرار میگیرد، سریعتر از بذرهایی که پرایم نشده باشند جوانه زنی می کنند.

عواملی چون پتانسیل اسمزی محلول پرایمینگ، مدت زمان پرایمینگ، دمای پرایمینگ، تهویه محلول پرایمینگ، کنترل عوامل بیماریزا در حین پرایمینگ و نحوه خشک کردن بذر پس از پرایمینگ بر میزان موثر بودن این تکنیک مؤثرند.

روش پرایمینگ بذر

هر نوع بذری دارای خصوصیات منحصر به فرد خودش می باشد و شرایط کاشت و نگهداری خاص خود را دارد. لذا تکنیک های مختلفی برای پرایمینگ بذر وجود دارد،  ولی روش کلی آن بدین صورت است که مقداری مشخص از ماده آماده شده به این منظور را در مقدار تعیین شده ای از آب که بتواند بذرها را در خود غوطه ور کند ریخته می شود. مدت زمان غوطه ور سازی بذرها در این محلول مشخص است و برای هر یک از بذور متفاوت می باشد. غوطه ور سازی باید در دمای بین ۱۵ تا ۳۰ درجه (دمای محیط) انجام شود و  نباید در برابر نور مستقیم خورشید صورت گیرد. بعد از طی مدت زمان غوطه ورسازی ، بذرها از آب خارج شده و در یک مکان سر پوشیده  در دمای محیط به صورت کامل با ایجاد جریان هوا اقدام به خشک کردن آنها می شود. بعد از انجام مراحل خشک کردن سطح بذر در روزهای بعد اقدام به کاشت خواهد شد.

انواع پرایمینگ عبارتند از:

• هیدروپرایمینگ( استفاده از آب باندازه دو برابر حجم بذر)
• هالوپرایمینگ( استفاده از محلول نمک NaCl)
• اسموپرایمینگ( استفاده از محلول اسموتیک PEG)
• پرایمینگ ماتریکس جامد( استفاده از مواد جامد محلول)
• پرایمینگ هورمونی( استفاده از هورمون های گیاهی و موادی مانند پلی آمین ها)
• بیو پرایمینگ( استفاده از باکتری های القا کننده رشد گیاهی)
• پرایمینگ غذایی( استفاده از عناصر ماکرو و میکرو)

در هیدروپرایمینگ تنها از آب برای تیمار بذر استفاده می شود. اما در اسموپرایمینگ معمولا ترکیبات دارای فشار اسمزی و بدون بار الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از پرکاربرد ترین مواد مورد استفاده در این روش، پلی اتیلن گالیکول می باشد. در هالوپرایمینگ نمک های مختلفی همچون کلرید سدیم، کلرید کلسیم، کلرید پتاسیم، سولفات پتاسیم، آمونیوم و بسیاری از ترکیبات دیگر بکار می روند.

پرایمینگ با ماتریکس جامد معمولا با ذرات رس آبدار مانند ورمی کولیت انجام گرفته و سبب می شود که هوای بیشتری در اختیار بذر برای جوانه زنی قرار گیرد.

  این مواد به آرامی آب را در اختیار بذر قرار می دهند. تیمار با هورمون های گیاهی مختلف به دلیل نقش مهم آنها در فعالیت های سلولی و رشد مورد توجه قرار گرفته و ترکیبات محرک رشد همچون جیبرلیک اسید، سیتوکنین و هورمون های سنتزی در آن کاربرد فراوانی دارند.

ویتامین ها نیز عالاوه بر نقش کوآنزیمی که در فرایندهای بیوشیمیایی دارند، نقش آنتی اکسیدانی نیز ایفا می کنند و می توانند در شرایط تنش از صدمات تنش به بذر و گیاه حاصل بکاهند و به نوبه خود موجب بهبود جوانه زنی و رشد گردند. مدت زمان طولانی پرایمینگ بذر ممکن است اثر منفی بر جوانه زنی داشته باشد.

به عبارت دیگر، مدت زمان پرایمینگ بذر به خصوص هیدروپرایمینگ بر خصوصیات جوانه زنی تاثیر می گذارد. . در زمان انجام پرایمینگ، بذور نباید در درون آب جوانه بزنند و قبل از ظهور ریشه چه باید بذور را از آب خارج کرد ، اساسا بذوری که در زمان عملیات پرایمینگ جوانه زنی کرده اند ،پس از خشک شدن نمی توانند سریع جوانه زده و توسعه یابند.

پرایمینگ بذر ضمن آنکه در کاهش خطر استقرار ضعیف گیاهچه در شرایط تنش خشکی و شوری مفید است ، امکان رشد یکنواخت تر در شرایط بارندگی نامنظم، خشکی و خاک های شور را برای بذر فراهم می آورد. نکته مهم آنست که این تغییرات غیر قابل بازگشت هستند و لذا بذور پرایم شده به شرایط ختنش و خشکی بعد از پرایمینگ متحمل هستند.

کنترل آلودگی های میکروبی در طول پرایمینگ بذر نیز یک گام مهم در کنترل کیفیت محسوب می شود. در پرایمینگ می توان با افزودن قارچ کش ها به ماده اسمزی از رشد آلودگی های میکروبی جلوگیری کرد. مثلا در مورد پرایمینگ با ماتریکس جامد، بذرها ضدعفونی سطحی می شوند و یا با قارچ کش ها تیمار می شوند. در نهایت روش خشک کردن بذر می تواند اثرات پرایمینگ را تحت تاثیر قرار دهد.

جمع بندی:

خیساندن بذر در آب قبل از کاشت ، روش جدیدی نیست.  کشاورزان در یونان باستان نیز بذور کدو را برای افزایش جوانه زنی و سبزشدن قبل از کاشت برای مدتی در آب یا شیر و عسل قرار می دادند. از 40 سال قبل پرایمینگ بذور با مواد مختلف شروع شده و این نوع تیمار بذر جهت افزایش سرعت جوانه زنی و یکنواختی سبز شدن در تعدادی از سبزیجات، گل ها و گیاهان زراعی مورد استفاده قرار می گرفته است. این تکنیک برای پیش جوانه زنی بکار می رود و سبب جوانه زنی سریع، همزمان و یکنواخت بذور می گردد . همچنین پرایمینگ بذر دوره کاشت تا استقرارگیاهچه را کوتاه کرده و صدمات ناشی از قرار گیری بذور در شرایط محیطی نا مساعد را کاهش  می دهد. اثرات مثبت غیر مستقیم پرایمینگ بر روی رشد و سرعت رشد گیاهان بیش از اثرات مستقیم آن می باشد.

منابع

1. Seed priming: New comprehensive approaches for an old. https://www.intechopen.com
2. Seed priming: A potential supplement in integrated. https://www.frontiersin.org
3. Seed priming-an overview/science Direct Topics. https://www.sciencedirect.com/topics/seed priming
4. Seeding +seed dormancy-overcome germination. Issues. https://www.incotec.com/seed
5. Effects of seed priming treatments o the germination. htps://journal.plos.org
6. Seed priming in field crops: potential benefits, adoption. https://bionne.org
7. Seed priming: A feasible strategy to enhance drought. https://pubmed.ncbi.nim