تأثیر کودهای زیستی نیتروژنه و فسفره بر جوانه‌زنی بذر و برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی دو رقم کینوا (Chenopodium quinoa Willd) تحت تنش خشکی

مقدمه.

کینوا با نام علمی Chenopodium quinoa Willd، گیاهی یک‌ساله، پهن‌برگ، از خانواده اسفناج و با خاستگاه آمریکای لاتین است. این گیاه یک تا دو متر ارتفاع و ریشه‌ای با نفوذپذیری عمیق دارد (Ceyhun Sezgin and Sanlier, 2019). کینوا مقاومت زیادی در برابر طیف گسترده‌ای از تنش‌های غیرزیستی مانند سرما، شوری و خشکی از خود نشان داده است و همچنین، قابلیت رشد بالایی در زمین‌های حاشیه‌ای دارد (Choukr-Allah et al., 2016). پروتئین موجود در کینوا از معدود پروتئین‌های گیاهی است که از نظر کمّی و کیفی بهتر از پروتئین دانه غلات است، به‌نحوی‌که میزان پروتئین آن حدود دو برابر گندم و سرشار از آمینواسیدهای ضروری مانند لیزین و متیونین است که در بیشتر غلات، به میزان بسیار کمی وجود دارند (Mamedi et al., 2017). این عوامل سبب شده که کینوا با ارزش تغذیه‌ای بالا به‌منظور تأمین نیاز خوراکی فضانوردان در سفرهای دراز مدت فضایی مورد توجه اداره کل ملی هوانوردی و فضا (NASA) قرار گیرد (James, 2009). گیاهان در طی دوران رشد خود با تنش‌های متعدد محیطی مواجه می‌شوند که هر یک از آنها می‌توانند با‌توجه‌به میزان حساسیت و مرحله رشدی گیاه آثار متفاوتی بر رشد و عملکرد داشته باشد (Sarabadani Tafresh et al., 2020). تنش‌های محیطی از جمله خشکی و شوری از مهم‌ترین عوامل محدودکننده نمو گیاهان هستند و باعث کاهش عملکرد آنها می‌شوند. نخستین اثر تنش خشکی بر گیاه تأخیر در جوانه زدن و ایجاد گیاه‌چه است (Ghalkhani et al., 2020). مقاومت گیاهان به تنش‌های محیطی در مراحل چرخه زندگی گیاه متفاوت است و معمولاً در اغلب گیاهان، مرحله ابتدایی رشد بـه‌عنوان حساس‌ترین مرحله رشدی تلقی می‌شود. بنابراین، تحمل به خشکی در طی ایـن مرحله برای استقرار گیاهان مهم است، زیرا جوانه‌زنی ضعیف و کاهش رشد گیاه‌چه به استقرار ضعیف و گاهی نابودی محصول منجر می‌شود (Causin et al., 2020). اختلاف درصد و سرعت جوانه‌زنی در ارقام مختلف کینوا تحت تأثیر سطوح مختلف خشکی معنی‌‌دار گزارش شده است (Hinojosa et al., 2018).

واکنش جوانه‌زنی کینوا (رقم تیتیکاکا) تحت رژیم‌های مختلف دمایی و سطوح مختلف تنش خشکی توسط Mamedi و همکاران (2017) بررسی شد. با کاهش پتانسیل اسمزی به 12- بار (تنش خشکی شدید) درصد جوانه‌زنی رقم تیتیکاکا در دماهای 5 ،10 و 15 درجه سلسیوس کاهش یافت، ولی به تدریج با افزایش دما به 30 درجه سلسیوس، درصد جوانه‌زنی به 85 درصد افزایش یافت. آنها همچنین گزارش کردند که در همه سطوح دمایی با کاهش پتانسیل اسمزی، سرعت جوانه‌زنی کینوا با کاهش همراه بوده است. در مورد سایر تنش‌های غیرزیستی از جمله شوری نیز مقاومت بالایی برای هر دو رقم ساجاما و تیتیکاکا در مرحله‌ی جوانه‌زنی گزارش شده است. به‌نحوی‌که بنا به گزارش Tadayon و همکاران (2019)، ویژگی‌های جوانه‌زنی برای هر دو رقم یادشده در سطح شوری 4 دسی‌زیمنس بر متر، نسبت به تیمار شاهد افزایش داشتند.

درحال‌حاضر برای کاهش اثر تنش‌های محیطی به‌ویژه تنش خشکی از تیمارهای مختلفی به‌ویژه کودهای زیستی استفاده می‌شود. کودهای زیستی در برخی موارد به‌عنوان جایگزین و در اکثر موارد به‌عنوان مکمل کودهای شیمیایی می‌توانند پایداری تولید نظام‌های کشاورزی را تضمین کنند (Shu et al., 2020). کودهای زیستی شامل میکروارگانیسم‌های مفیدی هستند که هر یک به منظور خاصی مانند: تثبیت نیتروژن، رهاسازی یون‌های فسفات، پتاسیم، آهن و غیره به کار می‌روند. این میکروارگانیسم‌ها معمولاً در ریزوسفر و اطراف ریشه مستقر شده و گیاه را در جذب عناصر غذایی یاری می‌کنند (Vassileva et al., 2018). مشخص شده است که کودهای زیستی بیش از یک نقش کارکردی دارند، یعنی علاوه‌بر کمک به جذب عنصری ویژه، باعث جذب سایر عناصر، کاهش بیماری‌ها، بهبود ساختمان خاک، تحریک بیشتر رشد گیاه و افزایش کمّی و کیفی محصول و همچنین، افزایش مقاومت گیاه به تنش‌های محیطی می‌شوند (Shu et al., 2020). کود زیستی نیتروکسین حاوی غلظت‌های مختلف از باکتری‌های ازتوباکتر، آزوسپیریلوم و باکتری‌های محرک رشد است که سبب جذب نیتروژن خاک توسط گیاه می‌شود و از طریق بهبود مواد آلی و فعالیت زیستی خاک و عرضه عناصر غـذایی، موجـب بهبود جوانه‌زنی و رشد گیاه زراعی مـی‌شود (Gomaa, 2013). کود زیستی بیوفسفر نیز شامل دو نوع باکتری حل‌کننده فسفر از گونه‌های باسیلوس و سودوموناس است که سبب جذب فسفر خاک توسط گیاه می‌شوند و با ترشح اسید فسفاتاز حلالیت فسفر نامحلول را افزایش می‌دهد (Vassileva et al., 2018).

کاربرد کودهای زیستی و باکتری‌های محرک رشد ممکن است بذرها و در نهایت گیاهچه‌ها و بوته‌های ایجاد شده را در تحمل نسبت به تنش‌های محیطی از جمله تنش کم‌آبی و خشکی قوی سازد (Shu et al., 2020)، دراین‌رابطه گزارش شده است که استفاده تلفیقی از باکتری‌های محرک رشد (نیتروکسین و بیوفسفر) به‌همراه کودهای نیتروژن‌دار به افزایش طول اندام هوایی، طول ریشه‌چه و وزن خشک گیاه کینوا منجر شده و به‌عنوان پیش‌تیمار قبل از بذرکاری این گیاه پیشنهاد شده است (Gomaa, 2013). همچنین گزارش شده است که تلقیح بذر کینوا با باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن قابلیت سبز شدن بذرهای این گیاه را افزایش می‌دهد (Fawy et al., 2017).

بنابراین، باتوجه‌به‌آنکه مراحل نخستین جوانه‌زنی و آغاز خروج ریشه‌چه نسبت به مراحل بعدی رشد گیاهچه، بیشترین حساسیت به تنش آب را نشان می‌دهد (Causin et al., 2020)، اگر فرایند جذب آب توسط بذر دچار اختلال شود، سرعت فعالیت‌های سوخت‌و‌سازی (متابولیکی) جوانه‌زنی بذر کند شده و در نتیجه بر استقرار و تراکم مطلوب بوته تأثیر می‌گذارد (Stoleru et al., 2019). باتوجه‌به‌اینکه گیاه کینوا اخیراً در کشور به‌عنوان گیاه مناسب برای کاشت در مناطق خشک و شور معرفی شده است و تاکنون پژوهش‌های اندکی درباره سازگاری و میزان تحمل این گیاه به تنش‌های غیرزیستی به ویژه خشکی انجام گرفته است و همچنین، به‌علت خشک‌سالی‌های ممتد و شدید در طی سال‌های گذشته و کاهش منابع آبی در کشور، نیاز به تغییر الگوی کشت با معرفی گونه‌ها و ارقام جدید و سازگار با این شرایط است. هدف از این پژوهش، بررسی میزان تحمل دو رقم کینوا به سطوح مختلف خشکی و بهبود ویژگی‌های جوانه‌زنی ارقام با استفاده از کودهای زیستی تحت تنش خشکی و توصیه کاربردی برای توسعه کشت این گیاه در مناطق با محدودیت آبی کشور بوده است.

مواد و روش‌ها

به‌منظور بررسی واکنش‌های بیوشیمیایی، جوانه‌زنی و رشد گیاهچه دو رقم کینوا (ساجاما و تیتیکاکا) به سطوح مختلف تنش خشکی به‌همراه کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر آزمایشی طراحی شد. در این آزمایش، دو رقم کینوا شامل ساجاما و تیتیکاکا در چهار سطح تنش خشکی از ترکیب صفر، 4/0-، 8/0- و 2/1- مگاپاسکال و چهار سطح کود زیستی شامل شاهد، نیتروکسین، بیوفسفر و تلفیق نیتروکسین و بیوفسفر به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه تکنولوژی بذر دانشگاه شهرکرد ارزیابی شدند. برای انجام این پژوهش، بذر ارقام ساجاما و تیتیکاکا از شرکت کیان تجارت سانا استان گلستان تهیه شد. کودهای زیستی مـورد‌نظـر نیز از شرکت زیست فناوری فرزانگان خریداری شدند. در ابتدا بذرها با هیپوکلریت سدیم 10 درصد ضدعفونی و با آب مقطر شستشو داده شد. در تیمارهایی که بذرها باید با کودهای زیستی تلقـیح مـی‌شـد، پـس از ریختن بذرها در داخل یک کیسه فریزر مقـدار 20 میلـی‌لیتـر محلـول شکر 10 درصد به آنها اضافه شد، سپس مایـه تلقـیح (کودهای زیستی نیتروکسین حاوی غلظت‌های مختلف از باکتری‌های ازتوباکتر، آزوسپیریلوم و باکتری‌های محرک رشد و بیوفسفر شامل دو نوع باکتری حل‌کننده فسفر از گونه‌های باسیلوس و سودوموناس)، بـه بـذرهای چـسبناک افـزوده شد و پـس از مخلوط کردن، بذرهای آغشته به مایه تلقیح روی ورقه آلومینیومی تمیز در سـایه خـشک شـدند. برای هر پتری تعداد 50 عدد بذر تلقیح‌شده با کود زیستی مدنظر شمارش شد و بذرها در داخل ظرف پتری قرار داده شد، به‌طوری‌که در کف هر پتری دو لایه کاغذ صافی واتمن قرار داشت. تیمار تنش اسمزی به‌صورت آبیاری بذرها با آب با پتانسیل‌های اسمزی مختلف اعمال شد و تا پایان آزمایش، آبیاری به همین روش انجام شد. اعمال تیمارهای تنش اسمزی نیز به‌صورت غلظت‌های مختلف پلی‌اتیلن‌گلایکول با وزن مولکولی 6000 بود. مقادیر لازم از پلی‌اتیلن‌گلایکول برای ایجاد هر یک از پتانسیل‌های اسمزی، از طریق رابطه (1) به‌دست آمد (Causin et al., 2020) که در آن QS: پتانسیل اسمزی بر حسب بار؛ C: غلظت پلی‌اتیلن‌گلایکول بر حسب گرم در لیتر؛ T: درجه حرارت بر حسب درجه سانتی‌گراد است.

1)

QS= -(1018×10²)C - (1018×10⁴)C²+ (2067×10⁴)CT + (8039×10⁷)CT

به هر ظرف پتری 5 میلی‌لیتر از محلول پلی‌اتیلن‌گلایکول با پتانسیل موردنظر اضافه شد و پتری‌ها طی آزمایش در ژرمیناتور قرار گرفتند. با‌توجه‌به دمای پایه 3 و دماهای بهینه 15 تا 30 درجه سانتی‌گراد، دمای ژرمیناتور 20 درجه سانتی‌گراد در نظر گرفته شد (Michel et al., 1973). تعداد بذرهای جوانه‌زده در هر روز یادداشت شد. معیار جوانه‌زنی، ظهور ریشه‌چه به میزان 2 میلی‌متر بود و شمارش بذرهای جوانه‌زده تا زمانی انجام شد که طی 48 ساعت متوالی تغییری در تعداد بذرهای جوانه زده مشاهده نشد (Stoleru et al., 2019). پس از گذشت 11 روز، صفات درصد و سرعت جوانه‌زنی، طول گیاهچه، وزن خشک گیاهچه، محتوای پرولین، محتوای قند محلول و میزان مالون‌دی‌آلدئید گیاهچه اندازه‌گیری شد. برای محاسبه درصد جوانه‌زنی از رابطه (2) و برای تعیین سرعت جوانه‌زنی از رابطه (3) استفاده شد (Causin et al., 2020).

2)

Gp= 100* NG/NT

Gp: درصد جوانه‌زنی؛ NG: تعداد بذرهای جوانه‌زده و NT: تعداد کل بذرها است.

3)

Rs= ∑Si/Di

Rs: سرعت جوانه‌زنی؛ Si: تعداد بذر جوانه‌زده در هر روز و Di: تعداد روز تا شماره nام است.

به‌منظور اندازه‌گیری طول گیاهچه و مقایسه آنها با شاهد، از هر تیمار به طور تصادفی چهار بذر جوانه‌زده انتخاب و با خط‌کش اندازه‌گیری شد. همچنین، برای تعیین محتوای پرولین گیاهچه از روش Hmidi و همکاران (2018) و برای تعیین محتوای قند محلول گیاهچه از روش Cai و Gao (2020) استفاده شد. میزان مالون‌دی‌آلدئید گیاهچه نیز مطابق روش Per و همکاران (2017) محاسبه شد. به منظور تجزیه آماری داده‌ها از نرم‌افزار SAS نسخه 1/9 و برای مقایسه میانگین‌ها از آزمون LSD در سطح احتمال پنج درصد استفاده شد. نمودارها نیز با استفاده از نرم‌افزار Excel رسم شد.

نتایج و بحث

درصد جوانه‌زنی

نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که اثر تیمارهای رقم و سطوح خشکی بر درصد جوانه‌زنی کینوا معنی‌دار بوده است (جدول 1). نتایج نشان داد که درصد جوانه‌زنی در رقم ساجاما حدود 4 درصد بیشتر از رقم تیتیکاکا بوده است (شکل a1). تحت شرایط تنش خفیف خشکی (سطح خشکی 4/- مگاپاسکال) کاهش معنی‌داری در درصد جوانه‌زنی کینوا نسبت به تیمار شاهد (عدم تنش) مشاهده نشد. همچنین، درصد جوانه‌زنی کینوا تحت تنش شدید خشکی (سطح خشکی 2/1- مگاپاسکال) تفاوت معنی‌داری با شرایط تنش متوسط خشکی (سطح خشکی 8/- مگاپاسکال) نداشت و در مقایسه با تیمار شاهد نیز تنها حدود 8 درصدکاهش یافت (شکل b1). این نتایج نشان می‌‌دهد که گیاه کینوا در مراحل جوانه‌زنی مقاومت بالایی به تنش خشکی داشته است.

پلی‌اتیلن‌گلایکول باعث کاهش آبکافت (هیدرولیز) ماده اندوخته‌ای دانه و در نتیجه کاهش درصد جوانه‌زنی بذر گیاهان مختلف می‌شود (Tang et al., 2019). گزارش شده است که با افزایش تنش اسمزی، درصد جوانه‌زنی بذرهای کینوا کاهش می‌یابد، باوجوداین در سطوح بالای تنش اسمزی، بذرهای این گیاه در حال رکود باقی می‌مانند و قوه نامیه آنها حفظ می‌شود. این بذرها با مناسب شدن شرایط رطوبتی و کاهش شرایط تنش جوانه می‌زنند، اما به‌طورکلی حساسیت یا تحمل به تنش در کینوا وابستگی زیادی به رقم دارد (El-Youssfi et al., 2012). با افزایش سطوح تنش خشکی توان جذب آب توسط بذرهای این گیاه کاهش و مدت زمان لازم برای جذب آب افزایش یافت، در نتیجه آغاز فرایندهای جوانه‌زنی در کینوا با تأخیر رخ داد (Mamedi et al., 2017). کاهش جوانه‌زنی در گیاه کینوا تحت تأثیر تنش شدید خشکی به کاهش رطوبت یاخته و تأثیر آن بر ساخت پروتئین‌ها و ترشح هورمون‌ها نسبت داده شده است. از طرفی تنش خشکی با محدود کردن جذب آب توسط بذر کینوا، باعث کاهش حرکت و انتقال ذخایر بذر آن می‌شود (Oveisi, 2017).

جدول 1- تجزیه واریانس تأثیر سطوح مختلف خشکی و تیمارهای کود زیستی و برهمکنش آنها بر واکنش‌های بیوشیمیایی، جوانه‌زنی و رشد گیاهچه دو رقم کینوا.

Table 1- Variance analysis for effect of different drought levels and biofertilizer treatments and their interaction on biochemical reactions, germination and seedling growth of quinoa cultivars.

^**، ^* و ns به‌ترتیب بیانگر اثر معنی‌دار در سطوح احتمال 1% و 5% و بدون اثر معنی‌دار است.

^**, ^* and ^ns show significant effect at 1% , 5% and without significant effect probability levels, respectively.

سرعت جوانه‌زنی

نتایج نشان داد که آثار ساده رقم، تنش خشکی، کود زیستی و اثر برهمکنش رقم در کود زیستی در سطح احتمال یک درصد بر سرعت جوانه‌زنی کینوا مؤثر بودند. اثر برهمکنش کود زیستی در تنش خشکی نیز در سطح احتمال پنج درصد بر این صفت معنی‌دار بود. (جدول 1). به‌نحوی‌که بیشترین سرعت جوانه‌زنی در هر دو رقم مطالعه‌شده تحت تیمار کاربرد تلفیقی کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر حاصل شد، باوجوداین، بیشینه سرعت جوانه‌زنی در رقم تیتیکاکا تحت تیمار یادشده (کاربرد تلفیقی کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر) در مقایسه با بیشینه سرعت جوانه‌زنی رقم ساجاما تحت تیمار مشابه کود زیستی، حدود 15 درصد بیشتر بود (شکل c1). این موضوع نشان‌گر سریع‌تر بودن رشد اولیه در رقم تیتیکاکا است. پژوهش Oveisi (2017) نشان داد که سرعت جوانه‌زنی در رقم تیتیکاکا بیشتر از رقم ساجاما است که این مطلب تأییدی بر یافته‌های پژوهش حاضر است.

نتایج همچنین نشان داد که در شرایط تنش خفیف خشکی (پتانسیل اسمزی 4/- مگاپاسکال)، سرعت جوانه‌زنی در گیاه کینوا تفاوت معنی‌داری با شرایط بدون تنش (تیمار شاهد خشکی) با تیمارهای کود زیستی مشابه و سطح خشکی برابر نداشت (شکل d1). این یافته بیانگر مقاومت گیاه کینوا به این سطح از خشکی در مرحله جوانه‌زنی است. پس از آن با افزایش سطوح خشکی، سرعت جوانه‌زنی در کینوا کاهش یافت، باوجوداین در تمامی سطوح تنش خشکی، کاربرد تلفیقی کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر سبب تعدیل آثار خشکی بر سرعت جوانه‌زنی کینوا و افزایش معنی‌دار این صفت نسبت به سایر تیمارهای کود زیستی در سطح تنش خشکی مشابه شد. کاهش درصد جوانه‌زنی در ارقام کینوا یکی از مهمترین آثار تنش خشکی بر مراحل رشد این گیاه است، به‌طوری‌که تنش اسمزی ناشی از کمبود رطوبت محیط در مراحل نخستین جوانه‌زنی، جـذب آب توسط بذر کینوا را مختل کرده و باعث تـأخیر در جوانـه‌زنی آن می‌شود (Oveisi, 2017). گزارش شده است که تنش خشکی سبب تغییـر در وضعیت هورمونی جنین و تولید آبسیزیک‌اسـید در بذر گیاه کینوا می‌شود و این هورمون از طریق القای خواب، افزایش تحمل خشک شدن بذر، ممانعـت از نمو جنین و تسریع رشد رویشی، تأثیر زیادی بر مقاومت گیاه کینوا بـه تنش اسمزی در مرحله جوانه‌زنی و سرعت جوانه زدن بذرهای آن دارد (Hinojosa et al., 2018). به‌طورکلی، باوجوداینکـه حساسـیت مرحله جوانه‌زنی نسبت به تنش خشکی حتی در گیاهان خشکی‌پسند نیز گزارش شده است، اما سرعت بـالای جوانـه‌زنی یـک ویژگـی اساسی برای گیاهانی است که سازگار به مناطق تحـت شـرایط تنش اسمزی هستند (Tang et al., 2019). کود‌های زیستی در محیط‌های خشک از طریق افزایش جذب عناصر غذایی مورد نیاز گیاه، سنتز و ترشح مواد محرک رشد و ترشح اسیدهای مختلف سبب تعدیل آثار تنش اسمزی ناشی از کمبود آب بر سرعت جوانه‌زنی بذر گیاهان می‌شوند (Vassileva et al., 2018).

طول گیاهچه

نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که آثار ساده‌ تیمارهای رقم، سطوح خشکی و کود زیستی و همچنین اثر برهم‌کنش سطوح خشکی در کود زیستی و اثر برهمکنش رقم در کود زیستی در سطح احتمال یک درصد بر طول گیاهچه کینوا معنی‌دار شد (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین‌ها نشان داد که افزایش سطوح تنش خشکی در هر دو رقم بررسی‌شده سبب کاهش طول گیاهچه شده است، باوجوداین در تمامی سطوح خشکی، نسبت کاهش طول گیاهچه در مقایسه با شرایط عدم تنش برای رقم تیتیکاکا کمتر از رقم ساجاما با سطح خشکی مشابه بوده است (شکل a2). به عبارت دیگر در سطوح خشکی مشابه، رقم تیتیکاکا در مقایسه با رقم ساجاما مقاومت بیشتری در برابر کاهش طول گیاهچه از خود نشان داده است.

شکل 1- اثر رقم (a) و اثر سطوح خشکی (b) بر جوانه زنی کینوا، اثر برهمکنش رقم در کود زیستی (c) و اثر برهمکنش سطوح خشکی در کود زیستی(d) بر سرعت جوانه‌زنی کینوا. در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، بر مبنای آزمون LSD در سطح پنج درصد دارای اختلاف معنی‌دار نیستند.

Figure 1- Effect of cultivar (a) and effect of interaction effect of drought levels (b) on germination of quinoa, effect of cultivar × biofertilizer (c) and effect of drought levels × biofertilizer (d) on germination rate of quinoa. Means, in each column, followed by at least one letter in common are not significantly different at the 5% probability level using LSD test.

استولرو و همکاران (Stoleru et al., 2019) با بررسی اثر تنش اسمزی ناشی از نمک طعام بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه ارقام کینوا اظهار کردند که در شرایط تنش شدید اسمزی طول گیاهچه در ارقام متحمل کینوا با کاهش کمتری مواجه ‌می‌شود. Cai و Gao (2020) نیز گزارش کردند که در شرایط تـنش، میـزان تجمـع مـاده خشـک در بافت گیاهچه‌ ارقام متحمل کینوا افزایش می‌یابد و ارقامی که بتوانند در شرایط تنش رطوبتی طول ساقه‌چه خـود را افزایش دهند یا افت طول ساقه‌چه در آنها با افزایش تنش کم باشد، احتمالاً گیاهچه‌های متحمل‌تری در برابر تنش اسمزی به شمار می‌آیند. در پژوهش حاضر نیز می‌توان اظهار داشت که تیتیکاکا به‌علت کاهش کمتر طول گیاهچه نسبت به ساجاما احتمالاً رقم متحمـل‌تـری در شـرایط تـنش خشکی است. نتایج پژوهش حاضر همچنین نشان داد که در تیمارهای 8/0- و 2/1- مگاپاسکال (سطوح متوسط و شدید خشکی)، ابتدا تیمار کاربرد توأم کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر و پس از آن نیز تیمار تلقیح بذرها تنها با نیتروکسین بیشترین تأثیر را بر تعدیل آثار خشکی بر طول گیاهچه کینوا داشتند (شکل b2). افزایش معنی‌دار طول گیاهچه کینوا در اثر کاربرد کود زیستی نیتروژن در سطوح مختلف خشکی، نشانگر تأثیر بیشتر منابع کود نیتروژن بر کاهش آثار تنش اکسیداتیو ناشی از خشکی و در کینوا بوده است. در پژوهشی با بررسی تأثیر کودهای زیستی نیتروژن و فسفر بر رشد گیاه کینوا نشان دادند که کاربرد کودهای زیستی از طریق تغذیه مناسب و افزایش دسترسی گیاه به عناصر مورد نیاز به‌ویژه نیتروژن و فسفر نقش به‌سزایی در بالا بردن سطح تحمل کینوا در برابر انواع تنش‌ها دارد (Gomaa, 2013)، همچنین، گزارش شده است که نیتروژن با اثرگذاری بر فرایندهای تقسیم سلولی باعث افزایش رشد رویشی و ارتفاع در گیاه کینوا می‌شود (Fawy et al., 2017). در پژوهش حاضر نیز احتمالاً، تأمین مناسب و تدریجی نیتروژن، به‌واسطه حضور باکتری‌های تثبیت‌کننده‌ نیتروژن در کودهای زیستی، توانسته است از طریق فراهم کردن شرایط مناسب‌تر رشد برای گیاه، آثار تنش بر کینوا را کاهش دهد و در نتیجه‌ آن، گیاهچه رشد بیشتری داشته است.

شکل 2- اثر برهمکنش رقم در سطوح خشکی (a) و اثر برهمکنش سطوح خشکی در کود زیستی بر طول گیاهچه کینوا (b). در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، بر مبنای آزمون LSD در سطح پنج درصد دارای اختلاف معنی‌دار نیستند.

Figure 2- Interaction effect of cultivar × drought levels (a) and interaction effect of drought levels × biofertilizer on length of quinoa seedling (b). Means, in each column, followed by at least one letter in common are not significantly different at the 5% probability level using LSD test.

وزن خشک گیاهچه

وزن خشک گیاهچه کینوا تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی قرار گرفت و هریک از آثار ساده‌ رقم، تنش خشکی و کاربرد کود زیستی همچنین، اثر برهمکنش سه‌گانه‌ی تیمارها بر این صفت در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار شد (جدول 1). نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نیز نشان داد که با افزایش سطوح خشکی، وزن خشک گیاهچه در هر دو رقم کینوا کاهش یافت، اما نکته درخورتوجه این بود که در تمامی سطوح خشکی، وزن خشک گیاهچه رقم ساجاما در مقایسه با رقم تیتیکاکا به نسبت بیشتری کاهش یافت. به‌نحوی‌که در تیمار تنش خشکی شدید وزن خشک گیاهچه در رقم ساجاما حدود 51 درصد نسبت به تیمار شاهد در این رقم کاهش یافت، اما میزان کاهش وزن خشک گیاهچه در رقم تیتیکاکا تحت شرایط تنش شدید خشکی نسبت به تیمار شاهد این رقم حدود 39 درصد بوده است (شکل 3). این یافته‌ها نشان می‌دهد که در مرحله رشد ‌گیاهچه‌ای، رقم تیتیکاکا در مقایسه با رقم ساجاما مقاومت بیشتری به شرایط تنش خشکی داشته است.

بررسی اثر سطوح خشکی بر مرحله رشد گیاهچه‌ای کینوا نشان داده است که در شرایط تنش اسمزی، دسترسی بذر به رطوبت کاهش می‌یابد و در نتیجه عمل هیدرولیز مواد ذخیره‌ای برای تولید بافت‌های گیاهچه‌ای با مشکل مواجه شده و وزن خشک این گیاه کاهش می‌یابد (Aslam et al., 2020). همچنین، گزارش شده است که کینوا در شرایط تنش خشکی تولید ریشه‌چه‌های ظریف، نازک و البته طویل می‌کند (Alvar-Beltrán et al., 2019). این محققان گزارش کردند که افزایش طول ریشه‌چه در گیاه کینوا تحت شرایط تنش اسمزی سبب تأمین آب توسط بخش وسیع‌تری از اندام زیرزمینی برای اندام هوایی شده و در نتیجه تحمل بیشتر خشکی و کاهش آثار تنش بر وزن خشک اندام هوایی این گیاه می‌شود. به‌طور‌کلی گزارش شده است که ارقام متحمل به خشکی با افزایش بیشتر طول اندام زیرزمینی، آب و مواد غذایی را بهتر جذب می‌کنند و به این طریق کاهش رشد و وزن خشک گیاه تحت تأثیر تنش خشکی تعدیل می‌شود (Tang et al., 2019).

نتایج همچنین نشان داد که وزن خشک گیاهچه در تیمارهای حاوی کود زیستی نیتروژن (نیتروکسین) نسبت به تیمارهایی که فقط کود زیستی فسفر (بیوفسفر) دریافت کرده بودند، بیشتر بود (شکل 3). این یافته نشان می‌دهد که نیتروژن بیشترین تأثیر را بر افزایش میزان وزن خشک در هر دو رقم کینوای بررسی‌شده داشته است. به‌طورکلی، گزارش شده است که دسترسی گیاه به آب و عناصر غذایی کافی، به‌ویژه نیتروژن از طریق تأثیر بر تقسیم و بزرگ شدن سلول‌ها در افزایش اجزای رشد رویشی گیاهان مؤثر است و کودهای زیستی با تأمین عناصر پرمصرف و کم‌مصرف مورد نیاز گیاه، افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک، تولید هورمون‌های گیاهی به وسیله باکتری‌ها و تقویت جذب و انتقال مواد معدنی سبب رشد و نمو بیشتر گیاه‌چه می‌شوند (Shu et al., 2020).

در پژوهشی با بررسی تأثیر کاربرد تلفیقی کودهای شیمیایی زیستی نیتروژن بر رشد و عملکرد گیاه کینوا گزارش شد که کود زیستی تثبیت‌کننده نیتروژن به‌علت دارا بودن مجموعه‌ای از باکتری‌های ازتوباکتر و آزوسپیریلیوم باعث افزایش تولید هورمون‌هایی نظیر اکسین و جیبرلین شده و در نتیجه تقسیم سلولی در گیاه بیشتر تحریک شده و از این طریق وزن و طول اندام هوایی افزایش یافته است (Fawy et al., 2017). همچنین گزارش شده است که کودهای زیستی با تأمین عناصر پرمصرف و کم‌مصرف مورد نیاز گیاه، افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک، تولید هورمون‌های گیاهی به وسیله باکتری‌ها و تقویت جذب و انتقال مواد معدنی موجب رشد و نمو بیشتر گیاهچه در کینوا شده است (Gomaa, 2013). در پژوهش حاضر نیز بیشترین وزن خشک گیاهچه در تیمار کاربرد تلفیقی کودهای زیستی مشاهده شد. باتوجه‌به اثر متقابل بین تیمارها، افزایش وزن خشک کینوا تحت تأثیر کودهای زیستی را می‌توان به تأثیر مثبت این کودها در بهبود شرایط تغذیه‌ای این گیاه در شرایط تنش نسبت داد.

شکل 3- اثر برهمکنش رقم در سطوح خشکی در کود زیستی بر وزن خشک گیاهچه کینوا. در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، بر مبنای آزمون LSD در سطح پنج درصد دارای اختلاف معنی‌دار نیستند.

Figure 3- Interaction effect of cultivar × drought levels × biofertilizer on dry weight of quinoa seedling. Means, in each column, followed by at least one letter in common are not significantly different at the 5% probability level using LSD test.

محتوای پرولین گیاهچه

نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که آثار ساده و برهمکنش تیمارهای رقم، تنش خشکی و کود زیستی (به جز اثر برهمکنش سه‌گانه‌ این تیمارها) در سطح احتمال 1 درصد بر میزان پرولین کینوا معنی‌دار شد (جدول 1). مقایسه میانگین اثر برهمکنش رقم در تنش خشکی نشان داد که با افزایش سطوح خشکی میزان پرولین هر دو رقم کینوا بررسی‌شده افزایش یافت. باوجوداین در تمامی سطوح خشکی، میزان افزایش پرولین در رقم تیتیکاکا به طور معنی‌داری نسبت به رقم ساجاما بیشتر بود (شکل a4). در پژوهشی که اثر سطوح مختلف خشکی بر ویژگی‌های بیوشیمیایی ارقام کینوا بررسی کرده است، مشخص شد که میزان پرولین در ارقام مقاوم‌ کینوا،‌ تحت شرایط تنش شدید اسمزی بیشتر از ارقام حساس بوده است (Iqbal et al., 2018) در این پژوهش، افزایش میزان پرولین در ارقام متحمل به تنش‌های محیطی در قالب این فرضیه که پرولین یک مشخصه سازگاری به تنش محیطی است (Sanchez-Rodriguez et al, 2010)، توجیه شده است.

به‌طورکلی، نتایج پژوهش حاضر نشان داد که با بروز تنش خشکی و افزایش شدت آن، مقدار پرولین در کینوا به‌طور معنی‌داری افزایش یافت، به‌نحوی‌که در شرایط تنش خشکی شدید (سطح خشکی 2/1- مگاپاسکال) مقدار پرولین در گیاهچه کینوا، در مقایسه با شرایط تنش خشکی متوسط (سطح خشکی 8/- مگاپاسکال)، شرایط تنش خشکی ملایم (سطح خشکی4/- مگاپاسکال) و شرایط عدم تنش (تیمار شاهد) به‌ترتیب حدود 45، 95 و170 درصد افزایش پیدا کرد. باوجوداین، در تمامی سطوح تنش خشکی کاربرد کودهای زیستی سبب کاهش میزان پرولین کینوا نسبت به تیمار عدم کاربرد کود در سطوح تنش خشکی مشابه شد (شکل b4). همچنین، از بین تیمارهای کود زیستی به‌کاررفته در پژوهش، تیمار کاربرد تلفیقی کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر و تیمار کاربرد مجزای کود زیستی نیتروکسین بیشترین تأثیر را بر تعدیل آثار خشکی و کاهش میزان پرولین بذر هر دو رقم کینوا بررسی‌شده داشتند (شکل c4). افزایش غلظت پرولین در کینوا تحت شرایط تنش خشکی، نوعی سازگاری به شرایط تنش‌های شدید محیطی معرفی شده است (Hinojosa et al., 2018). بر اساس گزارش Aslam و همکاران (2020)، تجمع پرولین در کینوا از طریق ایجاد تعادل اسمزی، حفاظت از ساختار پروتئینی و غشای سلول، تثبیت ساختارهای درون سلولی و حذف رادیکال‌های آزاد سبب کاهش آثار تنش اسمزی در این گیاه شده است. همچنین، Ruffino و همکاران (2010) با بررسی اثر سطوح مختلف خشکی بر ویژگی‌های بیوشیمیایی بذر کینوا بیان کردند که تجمع پرولین باعث افزایش خاصیت اسمزی، کاهش انتشار آب به خارج و ایجاد آماس و در نتیجه توسعه سلول‌ها در بذرهای تحت تنش کینوا شده و با تحت تأثیر قرار دادن آنزیم‌ها باعث حفظ ساختار پروتئین‌ها و فعالیت آنها برای تعدیل آثار تنش اسمزی در کینوا شده است. انباشت مولکول‌های سازگاری چون اسیدآمینه پرولین در شرایط کم‌آبی، از مهم‌ترین راهکارهای گیاهان به‌منظور تنظیم فشار اسمزی سلول و در‌پی‌آن، حفظ تورژسانس سلولی است (Hmidi et al., 2018). افزایش پلی‌فنول‌ها، قندهای محلول و پرولین در شرایط خشکی، از یک سو باعث تنظیم اسمزی در سلول می‌شوند و از سوی دیگر به حفظ ساختارهای مولکولی، سم‌زدایی و پاک‌سازی گونه‌های فعال اکسیژن در سلول کمک می‌کنند (Per et al., 2017). افزایش محتوی پرولین در گیاهچه کینوا بر اثر تنش خشکی به عوامل گوناگونی از جمله: کاهش استفاده از پرولین در سنتز پروتئین‌های سلولی، کاهش در فعالیت پرولین‌اکسیداز، افزایش بیوسنتز پرولین از گلوتامات و تمایل به تجزیه پروتئین‌های سلولی به نفع تولید بیشتر آمینواسید‌هایی چون پرولین که در تنظیم اسمزی به نحو مژثری عمل می‌کنند، نسبت داده شده است (Hinojosa et al., 2018).

در بیان علت تجمع کمتر پرولین در گیاه کینوا تحت تیمار کاربرد کودهای زیستی در شرایط تنش اسمزی، گزارش شده است که مصرف تیمارهای مختلف کود زیستی در کینوا با فراهمی انواع هورمون‌ها و مواد محرک رشد (سیتوکینین، اکسین، بیوتین و پنتوتنیک‌اسید) و نیز فراهمی بهتر عناصر غذایی، سبب کاهش آثار تنش و در نتیجه کاهش تجمع پرولین در این گیاه شده است (Fawy et al., 2017). در پژوهش حاضر به نظر می‌رسد که کاربرد کودهای زیستی باعث فراهمی بیشتر و بهتر عناصر غذایی در طول دوره‌ جوانه‌زنی کینوا شده و از این طریق آثار تنش اسمزی ناشی از خشکی و در نتیجه تجمع پرولین در این گیاه را کاهش داده‌ است.

محتوای قند محلول گیاهچه

نتایج نشان داد که آثار ساده تیمارهای رقم، تنش خشکی، کود زیستی و اثر برهمکنش رقم در تنش خشکی در سطح احتمال یک درصد بر محتوای قند محلول کینوا معنی‌دار بودند (جدول 1). مقایسه میانگین‌ها نیز نشان داد که با افزایش سطوح خشکی محتوای قند محلول در هر دو رقم کینوا آزمایش‌شده به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. همچنین در تمامی سطوح خشکی، رقم ساجاما میزان قند محلول بیشتری نسبت رقم تیتیکاکا با سطح خشکی مشابه داشت (شکل 5).گزارش شده است که تنش خشکی باعث افزایش محتوای قندهای محلول و پرولین در کینوا شده است، به‌طوری‌که افزایش در صفات یادشده برای ژنوتیپ‌های متحمل به تنش اسمزی به‌طور معنی‌داری نسبت به ژنوتیپ‌های حساس به تنش بیشتر بوده است (Iqbal et al., 2018). این پژوهشگران نتیجه گرفتند که قندهای محلول و پرولین از مهم‌ترین املاح سازگار در کینوا هستند که نقشی حیاتی در تنظیم اسمزی، حفظ ماکرومولکول‌های سلولی، سم‌زدایی سلول و جمع‌آوری گونه‌های فعال اکسیژن ناشی از تنش خشکی، بازی می‌کنند. همچنین، Causin و همکارن (2020) گزارش کردند که تنش اسمزی محتوی قندهای محلول گیاهچه را در ارقام مقاوم کینوا افزایش داده است. بر اساس گزارش این پژوهشگران، قندهای محلول در کینوا از دو طریق در شرایط تنش اسمزی از سلول‌های این گیاه محافظت می‌کنند. اول آنکه گروه هیدروکسیل قندها طی دهیدراتاسیون غشا و پروتئین‌ها جایگزین آب در آنها می‌شوند و با برقراری پیوندهای هیدروژنی، به حفظ این ساختارها کمک کرده و از تغییر شکل آنها جلوگیری می‌کنند. دوم آنکه قندها در سلول‌های دهیدراته‌شده از طریق کریستاله‌شدن، تشکیل بلورهای زیستی می‌دهند و به پایداری سلول کمک می‌کنند. افزایش تجزیه کربوهیدرات‌های نامحلول و تبدیل آنها به قندهای محلول، سنتز مواد اسمتیک از مسیرهای غیر فتوسنتزی، توقف رشد، کاهش در انتقال (صادرات مواد و فعال‌سازی آنزیم ساکارز فسفات سنتاز و افزایش سنتز ساکارز از جمله علت‌های هستند که باعث افزایش سطوح قندهای محلول در کینوا تحت تنش اسمزی می‌شوند (Aziz et al., 2018). گزارش شده است که گیاهان تحت تنش خشکی از یک طرف کربوهیدرات‌های محلول را در سلول‌هایشان انباشته می‌کنند و با کاهش پتانسیل آب، سبب حفظ فشار تورژسانس سلولی می‌شوند و از طرف دیگر با افزایش تبدیل قندهای هگزوز و کربوهیدرات‌هایی چون نشاسته و ساکارز به پلی‌اول‌ها و پرولین، تنظیم اسمزی را به طور مؤثرتری به کار می‌گیرند (Wang et al., 2018). اختلاف در محتوای قندهای محلول در ژنوتیپ‌های مختلف کینوا به تفاوت در فعالیت آنزیم‌های جوان‌زنی (آلفا و بتا آمیلاز) و تفاوت در کیفیت و کمیّت ذخیره غذایی بذرها در ژنوتیپ‌های مختلف نسبت داده شده است. به‌این‌ترتیب که ژنوتیپ‌های حاوی ذخیره نشاسته‌ای غنی‌تر، مواد اولیه بیشتری را نیز برای تولید کربوهیدرات‌های محلول در اختیار جنین قرار می‌دهند (Causin et al., 2020).

میزان مالون‌دی‌آلدئید گیاهچه

نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که به‌ جز اثر برهم‌کنش رقم در سطوح خشکی، اثر تمامی تیمارها بر میزان مالون‌دی‌آلدئید کینوا در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود (جدول 1). گزارش شده است که تنش‌های محیطی از جمله خشکی سبب ایجاد تنش اکسیداتیو در سلول‌ها و پدید آمدن اختلال در اعمال فیزیولوژیک سلول‌های گیاهی می‌شود، به‌نحوی‌که این تنش ثانویه به‌علت ایجاد رادیکال‌های آزاد اکسیژنی است که در درون سلول تولید می‌شود (Wang et al., 2018). رادیکال‌های آزاد موجود در سلول باعث صدمه به لیپیدها و اسیدهای چرب غشا شده و رادیکال‌های لیپید و پراکسی و هیدروپراکسی تولید می‌کنند، این رادیکال‌های تولیدشده می‌توانند به واکنش‌های اکسیداسیون لیپیدها (اسیدهای چرب) سرعت بخشند (Ding et al., 2019). باتوجه‌به‌آنکه مالون‌دی‌آلدئید محصول اصلی پراکسیداسیون اسیدهای چرب غیر اشباع است، سنجش غلظت مالون‌دی‌آلدئید به‌عنوان معرفی برای بررسی میزان صدمات غشا در شرایط تنش استفاده می‌شود (Ghalkhani et al., 2020).

از طرفی مقایسه‌ میانگین داده‌ها در پژوهش حاضر نشان داد که با افزایش سطوح خشکی، میزان مالون‌دی‌آلدئید کینوا در تمامی تیمارهای کود زیستی افزایش یافت، باوجوداین تیمار کاربرد توأم کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر توانست از طریق تعدیل آثار تنش اکسیداتیو ناشی از خشکی و شوری، میزان مالون‌دی‌آلدئید در رقم ساجاما را به طور معنی‌داری نسبت به سایر تیمارها در همان سطح تنش خشکی کاهش دهد. در رقم تیتیکاکا نیز تیمار تلقیح بذرها با کود زیستی نیتروکسین در شرایط تنش شدید خشکی، بیشترین تأثیر را بر تعدیل آثار تنش و در نتیجه کاهش میزان مالون‌دی‌آلدئید داشته است. به‌نحوی‌که در مجموع بیشترین میزان مالون‌دی‌آلدئید کینوا (9/37 نانومول بر گرم وزن تر) تحت تیمار تنش شدید خشکی و در رقم ساجاما مشاهده شد. کمترین میزان مالون‌دی‌آلدئید (26/20 نانومول بر گرم وزن تر) نیز در رقم تیتیکاکا و تحت تیمار بدون تنش خشکی و کاربرد توأم کود زیستی نیتروکسین و بیوفسفر مشاهده شد (شکل 6). گزارش شده است که افزایش مقدار مالون‌دی‌آلدئید تحت تنش خشکی در گیاه کینوا، به‌علت آثار بازدارندگی تنش شدید اسمزی بوده که با ایجاد رادیکال‌های آزاد واکنش‌پذیر باعث پراکسیداسیون اسیدهای چرب شده و مالون‌دی‌آلدئید را در این گیاه افزایش داده است (Hinojosa et al., 2018). از طرفی Fawy و همکاران (2017) با بررسی اثر کاربرد منابع زیستی و شیمیایی کود نیتروژن بر کینوا در شرایط تنش خشکی نشان دادند که تحت شرایط تنش شدید خشکی، تیمار کاربرد کود شیمیایی نیتروژن بیشترین تأثیر را بر افزایش پایداری غشای سلولی در این گیاه داشته است. در پژوهش حاضر نیز به نظر می‌رسد تغذیه مناسب کینوا به‌ویژه به لحاظ تأمین نیتروژن مورد نیاز آن برای سنتز آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان باعث کاهش خسارت به غشای سلولی (پایداری بیشتر غشای سلولی ) و در نتیجه کاهش میزان مالون‌دی‌آلدئید در این گیاه شده است.

شکل 5- اثر برهمکنش رقم در تنش خشکی بر محتوای قند محلول گیاهچه کینوا. در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، بر مبنای آزمون LSD در سطح پنج درصد دارای اختلاف معنی‌دار نیستند.

Figure 5- Interaction effect of cultivar × drought levels on soluble sugar content of quinoa seedling. Means, in each column, followed by at least one letter in common are not significantly different at the 5% probability level using LSD test.

شکل 6- اثر برهمکنش رقم در سطوح خشکی در کود زیستی بر بر میزان مالون‌دی‌آلدئید گیاهچه کینوا. در هر ستون میانگین‌های دارای حداقل یک حرف مشترک، بر مبنای آزمون LSD در سطح پنج درصد دارای اختلاف معنی‌دار نیستند.

Figure 6- Interaction effect of cultivar × drought levels × biofertilizer on malondialdehydet content of quinoa seedling. Means, in each column, followed by at least one letter in common are not significantly different at the 5% probability level using LSD test.

نتیجه‌گیری

نتایج این پژوهش نشان داد که تیمار کاربرد تلفیقی کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر، از طریق تعدیل آثار تنش، بیشترین تأثیر را بر کاهش معنی‌دار میزان مالون‌دی‌آلدئید در گیاهچه هر دو رقم کینوا داشت. بنابراین، در شرایط کمبود آب، می‌توان با استفاده از ترکیب کودهای زیستی، ضمن کاهش مصرف کودهای شیمیایی در راستای کشاورزی پایدار و تولید محصول با امنیت غذایی بیشتر و سالم‌تر، آثار کمبود آب را نیز تا حدودی تعدیل کرد. همچنین، نتایج نشان داد تیمارهایی که حاوی منابع کود نیتروژن بودند، تأثیر بیشتری در تعدیل آثار تنش خشکی بر سرعت جوانه‌زنی، طول گیاهچه و وزن خشک گیاهچه کینوا داشتد که این موضوع را می‌توان با تأثیر بیشتر نیتروژن بر تسهیل جذب آب و فراهمی مناسب‌تر مواد غذایی که به بهبود جوانه‌زنی و در ادامه کاهش آثار منفی تنش اکسیداتیو در گیاهچه منجر می‌شود، مرتبط دانست. از طرفی باوجوداینکه بیشترین درصد جوانه‌زنی دانه در رقم ساجاما حدود 4 درصد از بیشینه درصد جوانه‌زنی در رقم تیتیکاکا بیشتر بود، اما در تمامی سطوح خشکی نسبت افزایش مالون‌دی‌آلدئید در رقم تیتیکاکا در مقایسه با رقم ساجاما کمتر بود که این موضوع می‌تواند علتی بر آسیب کمتر غشا در رقم تیتیکاکا تحت سطوح مختلف خشکی باشد. نسبت کاهش سرعت جوانه‌زنی، طول گیاهچه و وزن خشک گیاهچه در رقم تیتیکاکا تحت سطوح مختلف خشکی نیز کمتر از رقم ساجاما در همان سطح خشکی بود. به‌عبارت‌دیگر رقم تیتیکاکا تاب‌آوری بیشتری به سطوح مختلف خشکی در مرحله رشد گیاهچه‌ای داشته است. علاوه‌بر‌این، میزان صفات بیوشیمیایی ارزیابی‌شده نیز در رقم تیتیکاکا بیشتر از رقم ساجاما بود. از‌آنجایی‌که در تیمار شدید تنش خشکی (2/1- مگاپاسکال)، میزان جوانه‌زنی کینوا 87 درصد بود، به‌نظر می‌رسد آستانه تحمل این گیاه به تنش خشکی در سطوح بالاتر خشکی نیز قابل بحث باشد. در مجموع با توجه به نتایج این پژوهش، رقم تیتیکاکا تحمل مطلوبی به سطوح بالای خشکی در مرحله جوانه‌زنی و رشد نخستین گیاهچه دارد و باتوجه‌به‌اینکه خشکی از مهم‌ترین مشکلات مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان از جمله ایران است، توسعع رقم تیتیکاکا به‌عنوان رقم متحمل به خشکی با ارزش غذایی بسیار بالا به همراه کاربرد تلفیقی کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر می‌تواند راهکاری مناسب برای افزایش بهره‌وری از زمین‌های دارای محدودیت در کشور باشد.