تأثیر تزریق دی‌اکسیدکربن به محیط ریشه بر رشد و تجمع نیترات در دو رقم کاهوی پیچ و فر ((Lactuca sativa L. cv. Capitata and Sativa

علوم باغبانی

مقاله 3، دوره 28، شماره 3، آذر 1393، صفحه 295-302   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v0i0.42733

نویسندگان

محمد رحمن‌پورآذر^{* 1}؛ سیدجلال طباطبایی²؛ صاحبعلی بلندنظر¹

¹دانشگاه تبریز

²تبریز

چکیده

نیترات یکی از ترکیبات اساسی برای گیاهان است و سبزی ها منبع بسیار مهم نیترات برای انسان هستند. تخمین زده می شود که سبزی ها 92 درصد نیترات انسان را تأمین کنند. اثرات مثبت و منفی بالا رفتن غلظت دی اکسیدکربن (CO2) محیط ریشه روی رشد و عملکرد گیاهان گزارش شده است. بنابراین برای بررسی تأثیر دی اکسیدکربن محیط ریشه روی رشد و میزان تجمع نیترات در کاهو این مطالعه انجام شده است. این آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار سطح CO2 (0، 200، 400، 600 میلی‌لیتر در دقیقه) و با پنج تکرار روی دو رقم کاهو به نام کاهوی پیچ سبز کنیا و کاهوی فر قرمز ورسای اجرا شد. این آزمایش در سیستم فلوتینگ اجرا شد که در این آزمایش اکسیژن محیط ریشه توسط پمپ هوا تامین می-شود. نتایج حاصل از آزمایش نشان می دهد که تزریق دی اکسیدکربن به محیط ریشه کاهو اثر معنی داری بر وزن تر و وزن خشک برگ، ریشه و ساقه گیاهان تیمار شده نسبت به گیاهان شاهد دارد. با افزایش میزان CO2 ورودی به محیط ریشه وزن تر و خشک برگ، ساقه و ریشه در هر دو رقم افزایش یافت. کارآیی فتوسنتز هر دو رقم پیچ سبز کنیا و فر قرمز ورسای در تیمار400 میلی لیتر بر دقیقه دی اکسیدکربن محیط ریشه بیشترین مقدار خود را نشان داد. نیترات موجود در برگ های دو رقم کاهو تحت تأثیر دی اکسیدکربن محیط ریشه به‌طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت. غلظت نیترات در رقم پیچ سبز در تیمار سوم بیش‌ترین کاهش معادل 27 درصد و رقم فر قرمز در تیمار چهارم بیش‌ترین کاهش معادل6/47 درصد نشان داد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان دی اکسیدکربن ورودی به محیط ریشه کاهو میزان فعالیت آنزیم نیترات ردکتاز در هر دو رقم پیچ سبز و فر قرمز افزایش یافت که در تیمار 400 میلی لیتر بر دقیقه دی اکسیدکربن بیش‌ترین مقدار را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

دی اکسیدکربن؛ نیترات؛ نیترات ردکتاز؛ کارآیی فتوسنتز؛ کاهو

مراجع

1- طباطبائی س. ج. 1388. اصول تغذیه معدنی گیاهان (تالیف). انتشارات مولف. تبریز، ایران.

2- Belitz H.D., and Grosch W. 1999. Food Chemistry, 2nd ed. Berlin: Springer.

3- Bassirirad H. 2000. Kinetics of nutrient uptake by roots: responses to global change. New Phytologist, 147: 155–169.

4- Boru G., Vantoai T., Alves J., Hua D., and Knee M. 2003. Responses of soybean to oxygen deficiency and elevated root-zone carbon dioxide concentration. Annales Botanici, 91: 447–453.

5- Bussi C., Gojon A., and Passama L. 1997. In situ nitrate reductase activity in leaves of adult peach trees, J. HortScience, 72: 347–353.

6- Cardenas-Navarro R., Adamowicz S., and Robin P. 1999. Nitrate accumulation in plants: a role for water, J. Experimental Botanic, 50: 613–624.

7- Caba J.M., Lluch C., and Ligero F. 1995. Distribution of nitrate reductase activity in Vicia faba: effect of nitrate and plant genotype. Physiolgical Plant, 93: 667–672.

8- Choi S.Y., Chung M.J., Lee S.J., Shin J.H., and Sung N.J. 2007. N-nitrosamine inhibition by strawberry, garlic, kale, and the effects of nitrite-scavenging and N-nitrosamine formation by functional compounds in strawberry and garlic. Food Control, 18: 485–491.

9- Cramer M. 2002. Inorganic carbon utilization by root systems. In: Waisel, Y., Eshel, A., Kafkafi, U. (Eds.), Plant Roots The Hidden Half, third ed. Marcel Dekker Inc., New York, USA, pp. 699–715.

10- Cramer M.D, Lewis O.A.M, Lips S.H. 1993. Inorganic carbon dioxide fixation and metabolism in maize roots as affected by nitrate and ammonium nutrition. Physiologia Plantarum, 89: 632–639.

11- Cramer M.D. and Richards M.D. 1999. The effect of rhizospher dissolved inorganic carbon on gas exchange characteristics and growth rates of tomato seedlings. Journal of Experimental Botany, 50: 79-87.

12- Cramer M.D., Savidov N.A., Lips S.H. 1996. The influence of enriched rhizosphere CO2 on N uptake and metabolism in wild-type and NR deficient barley plants. Physiologia Plantarum, 97: 47–54.

13- Cramer M.D., Shane M.W., and Lambers H. 2005. Physiological changes in white lupin associated with variation in root-zone CO2 concentration and clusterroot P mobilization. Plant Cell Environment, 28: 1203–1217.

14- Cramer M.D., and Titus C.H.A. 2001. Elevated root zone dissolved inorganic carbon can ameliorate aluminium toxicity in tomato seedlings. New Phytologist, 152: 29–39.

15- Curtis P.S., and Wang X. 1998. A meta-analysis of elevated CO2 effects on woody plant mass, form, and physiology. Oecologia, 113: 299–313.

16- Enoch H.Z., and Olesen J.M. 1993. Plant response to irrigation with water enriched with carbon dioxide. New phytologist, 125: 249-258.

17- Evans J.R. 1989. Partitioning of nitrogen between and within leaves grown under different irradiances. Australian Journal of Plant Physiology, 16: 533–548.

18- Feller C. and Fink M. 2004. Nitrate content, soluble soild contend, and yield of table beet as affected by cultivar, sowing data and nitrogen supply. Hortscience, 39: 1255-1259.

19- Fytianos K., and Zarogiannis P. 1999. Nitrate and nitrite accumulation in fresh vegetables from Greece. Bulletin of Environment Contamination and Toxicology, 62, 187–192.

20- He J., Austin P.T., and Nickols M.A. 2004. Effect of root-zone CO2 on productivity and photosynthesis in aeroponically grown lettuce plants. Acta Hortscience, 648: 39-45.

21- He J., Austin T., Nickols M.A., and Lee S.K. 2007. Elevate root-zone CO2 protects lettuce plant from midday depression of photosynthesis. Journal of Botany, 61: 94-101.

22- Hymus G.J., Ellsworth D.S., Baker N.R. and Long SP. 1999. Does free-air carbon dioxide enrichment affect photochemical energy use by evergreen trees in different seasons? A chlorophyll fluorescence study of mature loblolly pine. Plant Physiology, 120: 1183–1191.

23- Inal A. and Tarakcioglu C. 2001. Effects of nitrogen forms on growth, nitrate accumulation, membrane permeability, and nitrogen use efficiency of hydroponically grown bunch onion under boron deficiency and toxicity. Journal of Plant nutrition. 24: 1521-1534.

24- Kotsiras A., Olympios C.M., Drosopoulos J. and Passam H.C. 2002. Effects of nitrogen form and concentration on the distribution of ions within cucumber fruits. Science Hortic, 95: 175-183.

25- LaDeau S.L. and Clark J.S. 2001. Rising CO2 levels and the fecundity of forest trees. Science. 292: 95–98.

26- Laslo C., Preda N. and Bara V. 2000. Relations between the administration of some nitrate fertilisers and the incidence of nitrates and nitrites in the fond products. The University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca, 28: 1–6.

27- Marschner H. 1995. Mineral Nutrition of Higher Plants, Academic Press, London. pp. 229–312.

28- Maynard D.N., Barker A.V., Minotti P.L. and Peck N.H. 1976. Nitrate accumulation in vegetables. Advances in Agronomy, 28: 71-118.

29- Neyra C.A. and Hageman R.H. 1976. Relationships between carbon dioxide, malate and nitrate accumulation and reduction in corn (Zea mays L.) seelings. Plant Physiology, 58: 726-730.

30- Oaks A. 1994. Primary nitrogen assimilation in higher plants and its regulation, Can. J. Botany. 72: 739–750.

31- Reich P.B., Walters M.B., Ellsworth D.S. and Uhl C. 1994. Photosynthesis6nitrogen relations in Amazonian tree species: I. Patterns among species and communities. Oecologia 97: 62–72.

32- Roden J.S., Egerton J.J.G. and Ball M.C. 1999. Effect of elevated [CO2] on photosynthesis and growth of snow gum (Eucalyptus pauciflora) seedlings during winter and spring. Aust. Journal of Plant Physiology, 26: 37–46.

33- Rogers G. S., Milham P. J., Thibaud M. C., and Conroy J. P. 1996. Interactions between rising CO2 concentration and nitrogen supply in cotton. I. Growth and leaf nitrogen concentration. Aust. Journal of Plant Physiology, 23(2): 119–125.

34- Santamaria P. 2006. Nitrate in vegetables: Toxicity, content, intake and EC regulation. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86: 10–17.

35- Shao-Ting D. ,Yang-Song Z.H. and Xian-Yong L. 2007. Accumulation of nitrate in vegetables and its possible implications to human health. Agricultur Science, 6(10): 1246-1255.

36- Skrdleta V., Gaudinova A. and Nemcova M. 1979. Relationships between nitrate level, nitrate reductase activity and anaerobic nitrite production in Pisum sativum leaf tissue. Biologlogical Plant, 21: 307–310.

37- Van der Boon J., Steenhuizen J.W., and Steingröver E.G. 1990. Growth and nitrate concentration of lettuce as affected by total nitrogen and chloride concentration, NH4/NO3 ratio and temperature of the recirculating nutrient solution. Journal of Hortic Science, 65: 309–321.

38- Viktor A. and Cramer M.D. 2003. Variation in root zone CO2 concerntration modifies isotopic fractionation of camon and nitrogenin tomato seedlings. New Phytologist. 157: 45-54.

39- Walker R. 1990. Nitrates and N-nitroso compounds: A review of the occurrence in food and diet and the toxicological implications. Food Additives and Contaminants, 7: 717–768.

40- Yordanov N.D., Novakova E. and Lubenova S. 2001. Consecutive estimation of nitrate and nitrite ions in vegetables and fruits by electron paramagnetic resonance spectrometry. Analytica Chimica Acta, 437: 131–138.

41- Yu C.Y., Du S.T., Xing C.H., Lin X.Y. and Zhang Y.S. 2006. Effects of CO2 concentration on the growth and nutrient uptake of tomato seedlings. J. of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences), 32: 307-3 12.