تأثیر سیلیسیم بر برخی پارامترهای آناتومیکی و بیوشیمیایی شمعدانی معطر (Pelargonium graveolens) تحت تنش شوری

علوم باغبانی

مقاله 3، دوره 30، شماره 4، اسفند 1395، صفحه 723-732   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v0i0.53413

نویسندگان

فاطمه حسنوند؛ عبدالحسین رضایی نژاد^* ؛ محمد فیضیان

دانشگاه لرستان

چکیده

پژوهش حاضر به‌منظور بررسی تأثیر سیلیسیک اسید بر پاسخ‌های گیاه شمعدانی معطر به شوری ناشی از کلرید کلسیم انجام شد. آزمایش به‌صورت گلدانی، هیدروپونیک درون ماسه و براساس فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در پنج تکرار انجام شد. فاکتورها شامل کاربرد روزانه کلرید‌کلسیم در سه غلظت 8/1 (شاهد)، 4 و 6 دسی‌زیمنس‌برمتر و کاربرد هفتگی سیلیسیک اسید در سه غلظت صفر، 5/0 و 1 میلی‌مولار در محلول غذایی بود. قلمه‌های ریشه‌دار شده به‌صورت هیدروپونیک در ماسه کشت شده و بعد از استقرار گیاهان تیمارها به همراه محلول‌غذایی اعمال شد. نتایج نشان دادند که با افزایش هدایت الکتریکی محلول غذایی تعداد برگ، سطح برگ، میزان رنگیزه‌های فتوسنتزی، شاخص روزنه‌ای، محتوای نسبی آب و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاهش معنی‌داری در سطح 1درصد نشان دادند و کاربرد سیلیسیک اسید به‌خصوص غلظت 1 میلی‌مولار باعث بهبود این شاخص‌ها گردید. نتایج نشان داد که غلظت‌های 4و 6 دسی‌زیمنس بر متر کلرید‌کلسیم موجب افزایش مالون‌دی‌آلدئید شد و کاربرد سیلیسیک اسید 1 میلی‌مولار به ترتیب موجب کاهش 6/23 و 35 درصدی این ماده گردید. همچنین غلظت‌های 4و 6 دسی‌زیمنس بر متر کلرید‌کلسیم موجب افزایش نشت الکترولیت‌ها در این گیاه شد و کاربرد سیلیسیک اسید 1 میلی‌مولار به ترتیب موجب کاهش 7/16 و 9/11 درصدی نشت شد که این نتایج نشان داد که سیلیسیم پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء را کاهش داده و باعث محافظت گیاه در برابر تنش اکسیداتیو شد. با افزایش هدایت الکتریکی محلول‌غذایی میزان پرولین برگ افزایش یافت و سیلیسیک اسید تنها در گیاهان تحت تنش موجب کنترل میزان پرولین گیاه شد. به‌طور کلی نتایج نشان داد که افزایش غلظت کلرید کلسیم باعث ایجاد تنش در شمعدانی معطر شده و کاربرد هفتگی سیلیسیک اسید با غلظت یک میلی‌مولار باعث کاهش اثرات تنش شد.

کلیدواژه‌ها

آنزیم‌های آنتی اکسیدان؛ پرولین؛ روزنه؛ رنگیزه‌های‌فتوسنتزی؛ کلریدکلسیم

مراجع

1- Adatia M.H., and Besford R.T. 1986. The effects of silicon on cucumber plants grown in recirculating nutrient solution. Journal of Annual. Botany, 58: 343-351.

2- Al-aghabary K., Zhujun Z., and Qinhua S. 2004. Influence of silicon supply on chlorophyll content, chlorophyll fluorescence and antioxidative enzyme activities in tomato plants under salt stress. Jurnal of Plant Nutrition, 27: 2101-2115.

3- Bates L.S., Waldron R.P., and Teare I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Journal of Plant Soil, 39: 205-217.

4- Buege J.A., and Aust S.D. 1978. Microsomal lipid peroxidation. Methods Enzyme, 52: 302-310.

5- Chance B., and Maehly A. 1955. Assay of catalase and peroxidase. Methods in Enzymology, 2: 764–817.

6- Epstein E., and Rains D.W. 1987. Advances in salt tolerance. Journal of Plant Soil, 99: 17- 9.

7- Epstein E. 1994. The anomaly of silicon in plant biology. Proceeding of the National Academy of Science, 91:11-17.

8- Grattan S.R., and Grieve C.M. 1999. Salinity-mineral nutrient relations in horticultural crops. Journal of Scientia Horticulturae, 78: 127-157.

9- Haghighi M., and Pessarakli M. 2013. Influence of silicon and nano-silicon on salinity tolerance of cherry tomatoes (Solanum lycopersicum L.) at early growth stage. Scientia Horticulturae, 161: 111–117

10- Hawkins H.J., and Lewis O.A.M. 1993. Effect of NaCl salinity, nitrogen form, calcium and potassium concentration on nitrogen uptake and kinetics in Triticum aestivum L. cv. gamtoos, Journal of New Phytologist, 124, 171-177.

11- Hetherington A.M., and Woodward F.I. 2003. The role of stomata in sensing and driving environmental Change, Nature, 424: 901-908.

12- Helal-Ragab M. 2006. Influence of exogenous application of silicon on physiological response of salt-stressed maize (Zea mays L.). Intl. Journal of Agriculture Biology, 8(2): 293-297.

13- Kaerlek W.J. 2012. Effect of silicon on plant growth and drought stress tolerance. A thesis for the degree of Master of Science in plant science. Utah State University, 4-5.

14- Kaya C., Tuna L., and Higgs D. 2006. Effect of silicon on plant growth and mineral nutrition of maize grown under water stress condition. Journal of Plant Nutrition, 29:1469- 1480.

15- Liang Y. 1999. Effects of silicon on enzyme activity and sodium, potassium and calcium concentration in barley under salt stress. Journal of Plant Soil, 209: 217-224.

16- Lichtenthaler H.K. 1987. Chlorophylls and cartenoides: pigments of photosynthetice bio-membranes. In: Method in Enzymol. (eds.s.p.colowick and N.O.Kaplan) Academic press. NewYork, 48:350-382.

17- Ma J.F., and Takahashi, E. 2002. Soil Fertilizer and plant silicon research in japan. Elsevier. The Netherlands, 281p.

18- Mac-Adam J.W., Nelson C.J. and Sharp R.E. 1992. Peroxidase Activity in the leaf elongation zone of tall fescue. Journal of Plant physiology, 99:872-878.

19- Marschner H. 1995. Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press. Limited, LondonSecond edition, Pp 674.

20- Mussa H.R. 2006. Influence of exogenous application of silicon on physiological response of salt-stressed maize (Zea mays L.). Journal of Agriculture and Biology Journal. 2: 293-297.

21- Munns R. 2002. Comparative physiology of salt and water stress. Journal of Plant Cell Environment, 25: 239-250.

22- Neocleous D., and Vasilakakis M. 2007. Effects of NaCl stress on red raspberry (Rubus idaeus L. "Autumn Bliss"). Journal of Scientia Horticulturae, 112: 282-289.

23- Oncel I., Keles Y., and Ustun A.S. 2000. Interactive of temperature and heavy metal stress on the growth and some biological compounds in wheat seedling. Journal of Environmental Pollution, 107: 315-320.

24- Parnian P., Feizian M., Azizi KH., and Sohraabi A. 2013. The effect of salinity and drough on germination,quantitative characterof spinach, and nutrition element in plant and some characters of soil. Theses of Master of Science. Faquility of agriculture lurestane. (in Persian with English abstract)

25- Parida A.K. and Das A.B. 2005. Salt tolerance and salinity effects on plants: a review. Journal of Ecotoxicology and Environmental Safety, 60: 324-349.

26- Rajeswara Rao B.R. 2002. Biomass yield essential oil yield and essential oil composition of rose-scented geranium (Pelargonium species) as influenced by row spacing and intercropping with cornmint (Mentha arvensis L.f. piperascens Malinv. ex Holmes). Journal of Industrial Crops and Products, 16: 133-144.

27- Ritchie S.W., and Hanson A.D. 1990. Leaf water content and gas exchange parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Journal of Crop Science, 30:105-111.

28- Romero-Aranda M.R., Jurado O., and Cuartero J. 2006. Silicon alleviates the deleterious salt effects on tomato plant growth by improving plant water status. Journal of Plant Physiol, 163, 847–855.

29- Romero- Aranda R., Soria T., and Cuartero J. 2001. Tomato plant— water uptake and plant–water relationships under saline growth conditions. Journal of Plant Science, 160, 265–272.

30- Sang G.K., Ki W.K., Eun W.P., and Doil C. 2002. Silicon-induced cell wall fortification of rice leaves: A possible cellular mechanism of enhanced host resistance to blast. Journal of Phytopathology, 92: 1095-1103.

31- Samuels A.L., Glass A.D.M., Ehret D.L., and Menzies J.G. 1993. The effects of silicon supplementation on cucumber fruit: Changes in surface characteristics. Journal. Annual. Bottany, 72: 433-440.

32- Savvas D., Giotis D., Chatzieustratiou E., Bakea M., and Patakioutas G. 2009. Silicon supply in soilless cultivations of zucchini alleviates stress induced by salinity and powdery mildew infections. Journal of Environmental and Experimental Botany, 65: 11–17.

33- Sultan A. 2005. Effect of NaCl salinity on photosynthesis and dry matter accumulation in developing rice grains. Journal of Environmental and Experimental Botany, 42(3): 211-220.

34- Tabatabai S.J, Fatemy L.S., and Fallahi E. 2008. Effect of silicon on plant growth and yield of strawberry in salinity stress. Journal of Horticulture science. 23: 88-95.

35- Tala ahmad S., and Haddad R. 2010. Effect of silicon on antioxidant enzyme and osmotic regulator in 2 genotype of wheat in drought tolerance. Journal of nahal and bazr, 2-26(2); 207-225.(in Persian with English abstract)

36- Trajkova F., and Papadantonakis N. 2006. Comparative effects of NaCl and CaCl2 salinity on cucumber grown in a closed hydroponic system. Journal of Hortscience, 41(2): 437-441.

37- Vendruscolo E.C.G., Schuster I., Pilegg M., Scapim C.A., Molinari H.B.C., Marur, C.J., and Vieira L.G.E. 2007. Stress-induced synthesis of proline confers tolerance to water deficit in transgenic wheat. Journal of Plant Physiology, 164(10): 1367-1376.

38- Wang W.B., Kim Y.H., Lee H.S., Kim K.Y., Deng X.P., and Kwak S.S. 2009. Analysis of antioxidant enzyme activity during germination of alfalfa under salt and drought stresses. Journal of Plant Physiology and Biochemestry, 47: 570-577.

39- Wang, J. and Naser N. 1994. Improved performance of carbon paste amperometric biosensors through the incorporation of fumed silica. Electroanalysis, 6: 571–575.

40- Yamasaki S., and Dillenburg L.C. 1999. Measurements of leaf relative water content in Araucaria angustifolia. Revista Brasilian Fisiologia Vegetal, 11(2): 69-75.

41- Yermiyahu U., Nir S., Ben-Hayyim G., Kafkafi U., and Kinraide T.B. 1997. Root elongation in saline solution related to calcium binding to root cell plasma membranes, Journal of Plant and Soil, 191: 67-76.

42- Zhao G. Q., Ma B.L., and Ren C.Z. 2007. Growth, gas exchange, chlorophyll fluorescence, and ion content of naked oat in response to salinity. Journal of Crop Science, 47:123-131.

43- Zhu Z., Wei G., Li J., Qian Q., and Yu J. 2004. Silicon alleviates salt stress and increases antioxidant enzymes activity in leaves of salt stressed cucumber (Cucumis sativus L.). Journal of Plant Science, 167: 527–533.