واکنش‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی توت‌فرنگی تحت تأثیر عصاره جلبک دریایی در شرایط کمبود آهن

علوم باغبانی

مقاله 9، دوره 33، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 101-111   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v33i1.67812

نویسندگان

اعظم رحیمیان¹؛ محمود اثنی عشری^{* 1}؛ حسن ساری خانی²

¹دانشگاه بوعلی سینا همدان

²دانشگاه بو علی سینا همدان

چکیده

استفاده از زیست محرک‌ها در کشاورزی ارگانیک و پایدار با هدف کاهش مصرف کودهای شیمیایی همواره مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه بررسی امکان جایگزینی کلات آهن در محلول غذایی با نوعی زیست محرک طبیعی محتوی عصاره جلبک دریایی به نام "اکتیویو" در کشت توت‌فرنگی ارقام کاماروسا و سلوا در سیستم کشت بدون خاک بود. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل تیمارهای شاهد (محلول غذایی حاوی کلات آهن با 6pH=)، محلول غذایی بدون آهن و حاوی اکتیویو با 6pH=، محلول غذایی حاوی کلات آهن با 8 pH=و محلول غذایی بدون آهن و حاوی اکتیویو با 8 pH=بود. نتایج نشان داد، عصاره جلبک دریایی روی همه صفت­های اندازه‌گیری شده اثر معنی‌دار داشت، به‌طوری‌که وزن ‌تر و خشک اندام‌های هوایی، وزن تر ریشه‌ها و همچنین میزان کلروفیل و آهن فعال برگ‌ها در تیمار حاوی اکتیویو با 6 pH=مشابه گیاهان شاهد بود. ارزیابی فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز در برگ نیز نشان داد که کاربرد اکتیویو سبب افزایش فعالیت این آنزیم­ها در گیاهان در شرایط کمبود آهن شد. بر اساس نتایج این پژوهش عصاره جلبک دریایی توانست جایگزین کلات آهن برای پرورش توت‌فرنگی در محلول غذایی شده و امکان تولید این گیاه را با کاهش استفاده از ترکیبات مصنوعی آهن فراهم کند، به عبارت دیگر کاربرد اکتیویو به­جای کلات آهن در 6pH= محلول غذایی توصیه می­شود.

کلیدواژه‌ها

اکتیویو؛ محلول غذایی؛ هیدروپونیک؛ کشاورزی ارگانیک

مراجع

1- Abadia J. 1992. Leaf responses to Fe deficiency: a review. Journal of Plant Nutrition, 15(10):1699-1713.

2- Abadia J., Álvarez-Fernandez A., Morales F., Sanz M., and Abadia A. 2002. Correction of iron chlorosis by foliar sprays. Acta Horticulturae, 594:115-121.

3- Abdel-Shafy H.I., Hegemann W., and Teiner A. 1994. Accumulation of metals by vascular plants. Environment Management and Health, 5(2):21-24.

4- Aebi H. 1984. Catalase in vitro. Methods in Enzymology, 105:121- 126.

5- Alcantara E., Romera F.J., and De la Guardia M.D. 1988. Genotypic differences in bicarbonate‐induced iron chlorosis in sunflower. Journal of Plant Nutrition, 11(1):65-75.

6- Berlyn G., and Russo R. 1990. The use of organic bio-stimulants to promote root growth. Belowground Ecology, 2:12–13.

7- Bertoni G.M., Pissaloux A., Morard P., and Sayag D.R. 1992. Bicarbonate‐pH relationship with iron chlorosis in white lupine. Journal of Plant Nutrition, 15(10):1509-1518.

8- Biatczyk J., Lechowski Z., and Libik A. 1994. Growth of tomato seedlings under different HCO‐3 concentration in the medium. Journal of Plant Nutrition, 17(5):801-816.

9- Blunden G., Wildgoose P.B., and Nicholson F.E. 1979. The effects of aqueous seaweed extract on sugar beet. Botanica Marina, 22(8):539-542.

10- Blunden G., Jenkins T., and Liu Y.W. 1996. Enhanced leaf chlorophyll levels in plants treated with seaweed extract. Journal of Applied Phycology, 8(6):535-543.

11- Chen S.K., Edwards C.A., and Subler S. 2003. The influence of two agricultural biostimulants on nitrogen transformations, microbial activity, and plant growth in soil microcosms. Soil Biology and Biochemistry, 35(1):9-19.

12- Dhargalkar V.K., and Pereira N. 2005. Seaweed: promising plant of the millennium. Science and Culture, 71(3-4): 60-66.

13- Erdal I., Kepenek K., and Kizilgöz I. 2006. Effect of elemental sulphur and sulphur containing waste on the iron nutrition of strawberry plants grown in a calcareous soil. Biological Agriculture and Horticulture, 23(3):263-272.

14- Ferrante A., Trivellini A., Vernieri P., and Piaggesi A. 2013. Application of Actiwave® for improving the rooting of Camellia cuttings. Acta Horticulturae, 1009:213-218.

15- Flores P., Carvajal M., Cerda A., and Martinez V. 2001. Salinity and ammonium/nitrate interactions on tomato plant development, nutrition, and metabolites. Journal of Plant Nutrition, 24(10):1561-1573.

16- Hancock J.F. 1999. Strawberries: Crop Production Science in Horticulture Series. CABI Publishing, Wallingford, UK. 237 p.

17- Huang J., Hirji R., Adam L., Rozwadowski K.L., Hammerlindl J.K., Keller W.A., and Selvaraj G. 2000. Genetic engineering of glycinebetaine production toward enhancing stress tolerance in plants: metabolic limitations. Plant Physiology, 122(3):747-756.

18- Iturbe‐Ormaetxe I., Moran J.F., Arrese‐Igor C., Gogorcena Y., Klucas R.V., and Becana M. 1995. Activated oxygen and antioxidant defences in iron‐deficient pea plants. Plant Cell and Environment, 18(4):421-429.

19- Khan W., Rayirath U.P., Subramanian S., Jithesh M.N., Rayorath P., Hodges D.M., Critchley A.T., Craigie J.S., Norrie J., and Prithiviraj B. 2009. Seaweed extracts as biostimulants of plant growth and development. Journal of Plant Growth Regulation, 28(4):386-399.

20- Mengel K., Planker R., and Hoffmann B. 1994. Relationship between leaf apoplast pH and iron chlorosis of sunflower (Helianthus annuus L.). Journal of Plant Nutrition, 17(6):1053-1065.

21- Nelson P. V. 1998. Greenhouse Operation and Management. Prentice Hall. USA. 692 p.

22- Porra R.J. 2002. The chequered history of the development and use of simultaneous equations for the accurate determination of chlorophylls a and b. Photosynthesis Research, 73(1-3):149-156.

23- Ranieri A., Castagna A., Pacini J., Baldan B., Mensuali Sodi A., and Soldatini G.F. 2003. Early production and scavenging of hydrogen peroxide in the apoplast of sunflower plants exposed to ozone. Journal of Experimental Botany, 54(392):2529-2540.

24- Romera F.J., Alcantara E., and de la Guardia M.D. 1992. Effect of bicarbonate, phosphate and high pH on the reducing capacity of the Fe-deficient sunflower and cucumber plants. Journal of Plant Nutrition, 15(10):1519-1530.

25- Roosta H.R. 2011. Interaction between water alkalinity and nutrient solution pH on the vegetative growth, chlorophyll fluorescence and leaf Mg, Fe, Mn and Zn concentrations in lettuce. Journal of Plant Nutrition, 34(5): 717–731.

26- Roosta H.R. 2014. Effect of Ammonium: Nitrate ratios in the response of strawberry to alkalinity in hydroponics. Journal of Plant Nutrition, 37(10):1676–1689.

27- Ross R.E., Subramanium S., Sangha J.S., Critchley A.T., and Prithibiraj B. 2011. A review of seaweed extract induced suppression of plant diseases. pp: 19-24. In: 4th Congress International Society for Applied Phycology, 19-24 June 2011. Halifax, Canada.

28- Ruiz J.M., Baghour M., and Romero L. 2000. Efficiency of the different genotypes of tomato in relation to foliar content of Fe and the response of some bioindicators. Journal of Plant Nutrition, 23(11-12):1777-1786.

29- Shehata S.M., Schmidhalter U., Valšikova M., and Junge H. 2016. Effect of bio-stimulants on yield and quality of head lettuce grown under two sources of nitrogen. Gesunde Pflanzen, 68(1):33-39.

30- Spinelli F., Fiori G., Noferini M., Sprocatti M., and Costa G. 2009. Perspectives on the use of a seaweed extract to moderate the negative effects of alternate bearing in apple trees. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 84(6):131-137.

31- Spinelli F., Fiori G., Noferini M., Sprocatti M., and Costa G. 2010. A novel type of seaweed extract as a natural alternative to the use of iron chelates in strawberry production. Scientia Horticulturae, 125(3):263-269.

32- Takkar P.N., and Kaur N.P. 1984. HCl method for Fe2+ estimation to resolve iron chlorosis in plants. Journal of Plant Nutrition, 7(1-5):81-90.

33- Türemis N., Ozguven A.L., Paydas S., and Idem G. 1997. Effects of sequestrene Fe-138 as foliar and soil application on yield and earliness of some strawberry cultivars in the subtropics. Acta Horticulturae, 441: 369–374.

34- Van Noordwijk M., and Cadisch G. 2002. Access and excess problems in plant nutrition. Plant and Soil, 247: 25–40.

35- Verkleij F.N. 1992. Seaweed extracts in agriculture and horticulture: a review. Biological Agriculture and Horticulture, 8(4):309-324.

36- Vernieri P., Borghesi E., Ferrante A., and Magnani G. 2005. Application of biostimulants in floating system for improving rocket quality. Journal of Food Agriculture and Environment, 3(3/4):86-88.

37- Vernieri P., Borghesi E., Tognoni F., Serra G., Ferrante A., and Piagessi A. 2006 .Use of biostimulants for reducing nutrient solution concentration in floating system. Acta Horticulturae, 718: 477–484.

38- Whapham C.A., Blunden G., Jenkins T., and Hankins S.D. 1993. Significance of betaines in the increased chlorophyll content of plants treated with seaweed extract. Journal of Applied Phycology, 5(2):231-234.

39- Yildiz Dasgan H., Ozturk L., Abak K., and Cakmak I. 2003. Activities of Iron‐Containing Enzymes in Leaves of Two Tomato Genotypes Differing in Their Resistance to Fe Chlorosis. Journal of Plant Nutrition, 26(10-11):1997-2007.

40- Zaiter H.Z., Saad I., and Nimah M. 1993. Yield of iron‐sprayed and non‐sprayed strawberry cultivars grown on high pH calcareous soil. Journal of Plant Nutrition, 24(11-12): 1421-1436.