اثر ذرات دی اکسید تیتانیوم نانو و غیر نانو بر گلدهی و صفات مورفوفیزیولوژیک اطلسی ایرانی (Petunia x hybrida) تحت تنش شوری

علوم باغبانی

مقاله 1، دوره 32، شماره 2، شهریور 1397، صفحه 199-212   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v32i2.54517

نویسندگان

مریم کمالی¹؛ محمود شور^{* 1}؛ حسن فیضی²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشگاه تریت حیدریه

چکیده

تیتانیوم دارای اثرات سودمندی بر رشد، مورفولوژی، فیزیولوژی و همچنین فعالیت‌های متابولیسمی گیاهان دارد. از طرفی امروزه فناوری نانو دارای موارد استفاده ی گسترده‌ای در بخش کشاورزی است. به منظور بررسی اثر نانو ذرات تیتانیوم بر رشد و گلدهی اطلسی آزمایشی بر پایه طرح کاملا تصادفی طراحی و اجرا شد. فاکتور اول (A)، آبیاری با سه سطح شوری کلرید سدیم (0، 75 و 150 میلی مولار) بود. فاکتور دوم (B) به صورت دو سطح دی اکسید تیتانیوم و نانو دی اکسید تیتانیوم (وجود و عدم وجود نانو ذرات در دی اکسید تیتانیوم) و فاکتور سوم (C) به صورت شش غلظت 0، 5، 10، 15، 20 و 40 پی پی ام دی اکسید تیتانیوم و در 3 تکرار تعریف شد (شش غلظت ذکر شده هم در سطوح دی اکسید تیتانیوم و هم نانو دی اکسید تیتانیوم در نظر گرفته شد). نتایج نشان داد برهمکنش شوری، غلظت های دی‌اکسید‌تیتانیوم و وجود یا عدم وجود نانو ذرات بر مقدار کلروفیل و کارتنوئید، وزن اجزای گیاه، سطح برگ و تعداد گل اثر معنی‌داری داشته است. بیشترین مقدار کلروفیل کل در شاهد تنش و به ترتیب در غلظت‌های 20 و 40 پی‌پی‌ام دی‌اکسید‌تیتانیوم و 5 پی‌پی‌ام نانو دی‌اکسید‌تیتانیوم مشاهده شد. بیشترین سطح برگ در تیمار 15 پی‌پی‌ام نانو دی‌اکسید‌تیتانیوم به مقدار 608 سانتیمتر‌مربع بود. ضمن اینکه اطلسی‌های تیمار شده با 5 پی پی ام نانو دی‌اکسید‌تیتانیوم و در شرایطی که با آب مقطر آبیاری می‌شدند نسبت به سایر گیاهان قطر گل بیشتری (3/54میلیمتر) داشتند. به طور کلی محلول پاشی برگی دی‌اکسید‌تیتانیوم (در بیشترین سطح استفاده شده-40 پی پی ام) و نانو دی‌اکسید‌تیتانیوم (در کمترین غلظت های استفاده شد- 5، 10 و 15 پی پی ام) بر بهبود اثرات حاصل از تنش موثر بود.

کلیدواژه‌ها

تعداد گل؛ سطح برگ؛ کلروفیل؛ وزن تر

مراجع

1- Ahmad M.S.A., Ali Q., Ashraf M., Haider M. Z. and Abbas Q. 2009. Involvement of polyamines, abscisic acid and anti-oxidative enzymes in adaptation of Blue Panicgrass (Panicum antidotale Retz.) to saline environments. Environmental and Experimental Botany, 66: 409-417.

2- Armitage A. M. 1985. Petunia. PP. 41-46. In: Halevy, A. H. (Ed.), Handbook of flowering, CRC Press, Boca Raton, Florida. 52-59.

3- Asli S. and Neumann PM. 2009. Colloidal suspensions of clay or titanium dioxide nanoparticlescan inhibit leaf growth and transpiration via physical effects on root water transport. Plant cell environ, 32:577-584.

4- Bayat H, Namati S, Tehranifar A, Vahdati N, Selahvarzi Y. 2012. Effects of salicylic acid on growth and ornamental characteristics of Persian petunia (Petunia hybrida) under salt stress. Journal of Greenhouse Culture Science and Technology, 3 (11) :43-51

5- Carvajal M. and Alcaraz C. F. 1998. Why titanium is a beneficial element for plants. Journal of Plant Nutrition, 21(4): 655-664.

6- Carvajal M., Martinez-Sanchez F. and Alcaraz C. F. 1994. Effect of Ti (IV) on some physiological activity indicators of Capsicum annuum L. plants Horticulture Science, 69: 427-432.

7- Chao S. H. L. and Choi H. S. 2005. Method for Providing Enhanced Photosynthesis. Korea Research Institute of Chemical Technology, Jeonju, South Korea, 10 p

8- Chinnamuthu C.R. and Murugesa Boopathi P. 2009. Nanotechnology and Agroecosystem. The Madras Agricultural Journal, 96 (1-6): 17-31.

9- Cramer G. R., Lauchl J., Lauchl A. and Epstein E. 1987. Influx of Na, K and Ca into roots of salt stressed cotton seedlings: Effects of Supplemental Ca. Plant Physiology, 83, 510-516.

10- Dadashi MR, Majidi Hervan I. and Noorinia AA., 2007. Evalution different genotypes of barley to salinity stress. Journal of Agricultural Science, 1: 181-190.

11- Dere S., Gunes T. and Sivaci R. 1998. Spectrophotometric determination of chlorophyll - a, b and total carotenoid contents of some algae species using different solvents. Journal of Botany, 22: 13-17.

12- El-Fouly M. M., Mobarak Z. M. and Salama Z. A. 2011. Micronutrients (Fe, Mn, Zn) foliar spray for increasing salinity tolerance in wheat Triticum aestivum L. African Journal of Plant Science, 5, 314- 322.

13- Feizi H, Rezvani Moghadam P, Fotovat A, Shah Tahmasbi N. 2011. Reaction of wheat seedto different concentrations of titanium dioxide nanoparticles in comparison with nonnano-particles. Proc. Of 2th congress on science and technology seed. Nov. 4-5,Mashhad, Iran. pp. 565-569

14- Fornes F., Maria Belda R., Carrion C., Noguera V., Garcia-Agustin P. and Abad M. 2007. Pre-conditioning germination of lettuce seeds. Water Air and Soil Pollution, 97:143-148

15- Fornes F., Maria Belda R., Carrion C., Noguera V., Garcia-Agustin P. and Abad M. 2007. Pre-conditioning ornamental plants to drought by means of saline water irrigation as related to salinity tolerance. Scientia Horticulturae, 113:52-59.

16- Haghighi M., and Daneshmand B. 2012. Comparison of titanium and titanium nanoparticles on growth and photosynthesis of tomato in hydroponic system. Science and Technology of greenhouse cultures, 4(13): 73-79.

17- Hawthorne J, Musante C, Sinha S K. and White J C. 2012. Accumulation and phytotoxicity of engineered nanoparticles to Cucurbita Pepo. Inter. Journal of Phytoremediation, 14: 429-442

18- Inman O. L., Barclay G. and Hubbard M. 1935. Effect of titanium chloride on the formation of chlorophyll in Zea mays. Journal of Plant Physiology, 10: 821-822.

19- Klancnik K, Drobne D, Valant J. and Dolenc Koce J. 2011. Use of a modified Allium test with nanoTio2. Ecotoxicology and Environmental Safety.74:85-92.

20- Kumar P. A. and Bandhu D. A. 2005. Salt tolerance and salinity effects on plants: A review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 60: 324-349.

21- Lee W, An Y, Yoon H. and Kweon H. 2008. Toxicity and bioavailability of copper nanoparticles terrestrial plants smung bean (Phaseolusra radiatus) and wheat (Triticum aestivum): plant uptake for water insoluble nanoparticles. Environmental Toxicology and Chemistry; 27(9) :1915 – 21.

22- Lu C. M., Zhang C. Y., Wen J. Q., Wu G. R. and Tao M. X. 2002. Research of the effect of nanometer materials on germination and growth enhancement of Glycine max and its mechanism. Soybean Science, 21: 168-172.

23- Lu CM, Zhang CY, Wen JQ, Wu GR. and Tao MX. 2002. Research of the effect of nanometer Materials on germination and grow the enhancement of Glycine max and its Mechanisms. Soybean Science; 21:168– 72

24- Lutts S., Kinet J. M. and Bouharmont J. 1996. NaCl-induced senescence in leaves of rice (Oryza sativa L.) ornamental plants to drought by means of saline water irrigation as related to salinity tolerance. Annals of Botany, 8: 389-398.

25- Martinez-Sanchez F., Gimenez J. L., Martinez-Canadas M. A., Pastor J. J. and Alcaraz C. F. 1990. Micronutrient composition in several portions of Capsicum plants and their relation with red fruit color. Acta Aliment, 19:177-185.

26- Martinez-Sanchez F., Nunez M., Amoros A., Gimenez J. L. and Alcaraz C. F. 1993. Effect of titanium leaf spray treatments on ascorbic acid levels of Capsicum annuum L. fruits. Journal Plant Nutrition, 16(5): 975-981.

27- Mojalali h. 1995. Salt and sodium soils (principles, dynamics, modeling). 284 p.

28- Owolade O. F., Ogunleti D. O. and Adenekan M. O. 2008. Titanium dioxide affects diseases, development and yield of edible cowpea. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 7(5): 2942-2947.

29- Pais I. 1983. The biological importance of titanium. Journal of Plant Nutrition, 6(1): 3-131.

30- Ram N., Verloo, M. and Cottenie A. 1983. Response of bean (Phaseolus vulgaris) to foliar spray of titanium. Journal of Plant and Soil, 73: 285-290.

31- Ruffini Castiglione M. and Cremonini R. 2009. Nanoparticles and higher plants. Caryologia. 2: 161-165.

32- Saberi S., Ghasimi hagh Z., Mostafavi sh. 2012. Impact and mechanisms of Nano Titanium Dioxide on physiological processes spinach. Second National Conference on Sustainable Agricultural Development healthy environment. 16 Page

33- Seeger, E. M., Baun A., Kästner M. and Trapp S. 2008. Insignificant acute toxicity of TiO2 nanoparticles to willow trees. Journal of Soils and Sediments, 9(1): 46-53.

34- Shah V. and Belozerova I. 2009 Influence of Metal Nanoparticles on the Soil Microbial Community and Germination of Lettuce Seeds, Water, Air, and Soil Pollution, 197(1):143-148.

35- Swiader, J. M. 2000. Micronutrient fertilizer recommendation for vegetable crop, Hortic facts, pp 21-35.

36- Vasilevski G. 2003. Perspectives of the application of biophysical methods in sustainable agriculture. Bulgarian Journal of Plant Physiology, SPECIAL ISSUE 2003, 179–186.

37- Yang F, Hong F., You W., Liu C., Gao F., Wu C. and Yang P. 2006. Influences of nano-anatase TiO2 on the nitrogen metabolism of growing spinach. Journal of Trace Elements Research, 110(2): 179-190.

38- Zheng L, Hong F, Lu S. and Liu C. 2005. Effect of nano-TiO2 on strength of naturally aged seeds and growth of Spinach. Biological Trace Element Research, 105:83-91.