تأثیر زئولیت و محلول پاشی سلنیوم و سیلسیوم بر عملکرد، اجزای عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک کلزا تحت شرایط تنش شوری

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 8، دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 41، فروردین 1395، صفحه 154-170   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/gsc.v14i1.36936

نویسنده

احمد بای بوردی^*

مرکز تحقیقات کشاورزی آذربایجان شرقی

چکیده

کلزا به دلیل داشتن صفات و ویژگی‌هایی نظیر ترکیب مناسب اسیدهای چرب، توانایی جوانه‌زنی و رشد در دماهای پایین و سازگاری نسبتاً خوب این گیاه با شرایط آب و هوایی مختل، امکان کشت در مناطق وسیعی از کشور را دارد. این گیاه پر نیاز و کودپذیر بوده و در طول دوره رشد خود مقادیر قابل توجهی از عناصر غذایی را از خاک برداشت می‌کند. به منظور بررسی تأثیر مصرف خاکی زئولیت و محلول‌پاشی سلنیوم و سیلسیوم بر عملکرد، اجزای عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک کلزا تحت شرایط تنش شوری آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی طی دو سال زراعی 91-1390 و 92-1391 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان شرقی انجام شد. زئولیت در سه سطح (صفر، 5 و10 تن در هکتار) به‌صورت خاک مصرف و سلنیوم و سیلسیوم هرکدام در سه سطح (صفر، دو و چهار گرم در لیتر) به‌صورت محلول‌پاشی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس مرکب داده‌های دو سال آزمایش نشان داد که اثر سال بر تمام صفات مورد بررسی به‌جز تعداد خورجین، تعداد دانه در خورجین، لینولییک اسید، محتوی کلروفیل و فعالیت آنریم پراکسیداز معنی‌دار بود همچنین نتایج نشان داد که اثر اصلی زئولیت، سلنیوم و سیلسیوم بر تمام صفات مورد بررسی معنی‌دار می‌باشد. هرچند محتوی نسبی آب برگ و فعالیت آنزیم پراکسیداز تحت تأثیر تیمار سیلسیوم غیر معنی‌دار بود. مقایسه میانگین نشان داد که اثرات متقابل سه جانبه تیمارها بر وزن دانه، عملکرد دانه، عملکرد زیست توده، محتوی کلروفیل، فتوسنتز، محتوی نسبی آب برگ و فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدان معنی‌دار می‌باشد. صفاتی نظیر وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد زیست توده، شاخص برداشت، درصد روغن، درصد لینولنیک اسید، فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز و محتوی سدیم برگ در سال دوم نسبت به سال اول افزایش معنی‌داری نشان داد. زئولیت سبب افزایش تعداد خورجین و تعداد دانه در خورجین گردید. همچنین شاخص برداشت به‌طور معنی‌داری با افزایش مصرف زئولیت افزایش نشان داد. نتایج نشان داد که سلنیوم سبب افزایش تعداد خورجین، تعداد دانه در خورجین و شاخص برداشت شده است. محلول‌پاشی سیلسیوم نیز به‌طور معنی‌داری سبب افزایش تعداد خورجین، تعداد دانه در خورجین و شاخص برداشت شد. در نهایت بیشترین عملکرد دانه (92/3009 کیلوگرم درهکتار) و عملکرد زیست توده (108778 کیلوگرم درهکتار) از تیمار 10 درصد وزنی زئولیت به همراه محلول‌پاشی 4 گرم در لیتر سلنیوم و 4 گرم در لیتر سیلسیوم به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها

تحمل؛ کلزا؛ عناصر اصلاح‌کننده

مراجع

1. Agarie, S., Hanaoka, N., Ueno, O., Miyazaki, A., Kubota, F., Agata, W., and Kaufman, P. B. 1998. Effects of silicon on tolerance to water deficit and heat stress in rice plants (Oryza sativa L.), monitored by electrolyte leakage. Plant Production Science 1: 96-103.

2. Ahmad, R., Zaheer, S., and Ismail, S. 1992. Role of silicon in salt tolerance of wheat (Tritium aestivum L.). Plant Science 85: 43-50.

3. Alberico, G. J., and Cramer, G. R. 1993. Is the salt tolerance of maize related to sodium exclusion? 1. Preliminary screening of seven cultivars. Journal of Plant Nutrition 16: 2289-2303.

4. Arnon, D. I. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphennoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology 24: 1-150.

5. Ashraf, M., and O’leary, J. M. 1997. Ion distribution in leaves of salt tolerant and salt–sensitive lines of spring wheat under salt stress. Acta botanica neerlandica 46: 207-217.

6. Balastra, M. L., Juliano, C. M., and Villreal, P. 1989. Effect of silica level on some proprieties oryza sativa straw and hull. Canadian Journal of Botany 67: 2356-2363.

7. Bouchereau, A., Clossais Besnard, N., Bensaoud, A., Leport, L., and Renard, M. 1996. Water stress effects on rapeseed quality. European Journal of Agronomy 5: 19-30.

8. Cakmak, I., and Horst, W. 1991. Affect of aluminium on lipid peroxidation, superoxide dismutase, catalase and peroxidase activities in root tip of soybean (Glycine max). Plant Physiology 83: 463-468.

9. Chaoming, Z., Jianfei, L., and Lping, C. H. 1999.Yild effects on the application of silicon fertilizer in early hybrid Rice. Journal article 2: 79-80.

10. Cheng, S. F. 1984. Effect of salinity, fertility and water on the production and nutrient uptake of sunflower (Helianthus annuus L.). I. Effects on seed yield, oil concentration and dry matter yield. Soils and Fertilizers in Taiwan 38: 7-24.

11. Clifton, R. A. 1985 .Natural and synthetic zeolites. International circular. Washington, D.C. 9140.

12. De Vos, C., Schat, H. M., De Waal, M. A., Vooijs, R., and Ernst,W. 1991. Increased to copper-induced damage of the root plasma membrane in copper tolerant silene cucubalus. Plant Physiology 82: 523-528.

13. Deepak, M., and Wattal, P. N. 1995. Influence of water stress on seed yield of Canadian rape at flowering and role of metabolic factors. Plant Physiology and Biochemistry 22 (2): 115-118.

14. Dionisio-Sese, M. L., and Tobita, S. 2000. Effects of salinity on sodium content and photosynthetic responses of rice seedlings differing in salt tolerance. Journal Plant Physiology 157: 54-58.

15. Djanaguiraman, M., Shanker, A. K., Sheeba, J. A., Devi, D. D., and Bangarusamy, U. 2005. Selenium – an antioxidative protectant in soybean during senescence. Plant and Soil 272: 77-86.

16. Epstein, E. 1999. Silicon. Annual Review Plant Physiology and Plant Molecular Biology 50: 641-664.

17. Flagella, Z., Giuliani, M. M., Rotunno, T., Di Caterina, R., and. De Caro, A. 2004. Effect of saline water on oil yield and quality of a high oleic sunflower (Helianthus annuus L.) hybrid. European Journal of Agronomy 21: 267-272.

18. Germ, M., Kreft, I., and Osvald, J. 2005. Influence of UV-B exclusion and selenium treatment on photochemical efficiency of photosystem II, yield and respiratory potential in pumpkins (Cucurbita pepo L.). Plant Physiology and Biochemistry 43: 445-448.

19. Ghanati, F, Morita, A., and Yokota, H. 2002. Induction of suberin and increase of liginin content by excess boron in tobacco cell. Soil Science and Plant Nutrition 48: 357-364.

20. Giannopolitis, C., and Ries, S. 1977. Superoxide dismutase occurrence in higher plant. Plant Physiology 59: 309-314.

21. Gong, H. J., Randall, D. P., and Flowers, T. J. 2006. Silicon deposition in the root reduces sodium uptake in rice seedlings by reducing bypassflow. Plant Cell Environment 111: 1-9.

22. Hasegawa, P. M., Bressan, R. A., and Handa, A. K. 1986. Cellular mechanism of salinity tolerance. Horticultural Science 21: 1317-1324.

23. Hasegawa, P., Bressan, R. A., Zhu, J. K., and Bohnert, H. J. 2000. Plantcellular and molecular responses to high salinity. Annual Review of Plant Molecular Biology 51: 463-499.

24. Hattori, T., Lux Tanimoto, A., Luxova, E., Sugimoto, M., and Inanaga, Y. 2001. The effect of silicon on the growth of sorghum under drought. - In: Morita, S. (ed.): The 6th Symposium of the International Society of Root Research. pp. 348-349. Japanese Society for Root Research (JSRR), Nagoya.

25. Hernandez, J. A., Jimenez, A., Mullineaux, P., and Sevilla, F. 2000. Tolerance of pea (Pisum sativum L.) to long term salt stress is associated with induction of antioxidant defences. Plant Cell and Environment 23: 853-862.

26. 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.

27. Koca, H., Melike, B., Filiz, O., and Ismail, T. 2007. The effect of salt stress on lipid peroxidation, antioxidative enzymes and proline content of sesame cultivars. Environmental and Experimental Botany 60: 344-351.

28. Kopsell, D. A., Randle, W. M., and Mills, H. A. 2000. Nutrient accumulation in leaf tissue of rapid-cycling Brassica oleracea responds to increasing sodium selenate concentrations. Journal of Plant Nutrition 23 (7): 927-935.

29. Kuznetsov, V. V., Kholodova,V. P., Kuznetsov, V. V., and Yagodin, B. A. 2003. Selenium regulates the water status of plants exposed to drought. Doklady Biological Sciences 390: 266-268.

30. Lawlor, D. W., and Leach ,J.E. 1985. Leaf growth and water deficit. Pp:267-294. In: Control of leaf growth. Cam. Univ. Press.

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

32. Liang, Y. C., Chen, Q., Liu, Q., Zhang, W., and Ding, R. 2003. Effects of silicon on salinity tolerance of two barley genotypes. Journal of Plant Physiology 160: 1157-1164.

33. Liang, Y. C., Zhang, W.Q., Chen, J., and Ding, R. 2005. Effect of silicon on H+-ATPase and H+-PPase activity, fatty acid composition and fluidity of tonoplast vesicles from roots of salt-stressed barley (Hordeum vulgare L.). Journal of Environmental Experimental Botany 53: 29-37.

34. Ma, J. F. 2004. Role of silicon in enhancing the resistance of plants to biotic and abiotic stresses. Soil Science Plant Nutrition 50: 11-18.

35. Ma, J. F., and Yamaji, N. 2008. Functions and transport of silicon in plants. Cellular and molecular life sciences, 65: 3049-3057.

36. Mendham, N. J., Russell, J., and Buzza, G. C.1984. The contribution of seed survival to field in new Australian cultivars of oilseed rape (Brassica napus L.). Journal of Agricultural science 103: 303-316.

37. Metcalf, L. C., Schmitz, A. A., and Pelka, J. R. 1966. Rapid preparation of methyl esters from lipid for gas chromatography analysis. Analytical Chemistry 38: 514-515.

38. Mumpton, F. A. 1999. Mineralogy and geology of natural zeolite. Department of Earth Science New York. USA.

39. Nowak, J., Kaklewski, K., and Ligocki, M. 2004. Influence of selenium on oxidoreductive enzymes activity in soil and in plants. Soil Biology and Biochemistry 36: 1553-1558.

40. Pazurkiewicz-kcot, K., Galas, W., and Kita, A. 2003. The effect of selenium on the accumulation of some metals in Zea mays L. plants treated with indole-3-acetic acid. Cellular and Molecular Biology Letters 8: 97-103.

41. Pennanen, A., Xue, T., and Hartikainen, H. 2002. Protective role of selenium in plant subjected to severe UV irridiation stress. Journal of Applied Botany 76: 66-76.

42. Pessarakli, M. 1994. In: Pessarakli, M. (Ed.) Handbook of Plant and Crop Stress. Marcel Dekker, Inc, New York pp. 1067-1084.

43. Polat, E., Karaca, M. H., Demir, H., and Naci Onus, A. 2004. Use of natural zeolita (clinoptilolite) in agriculture. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research 12: 183-189.

44. Querghi, Z., Zid, E., and Ayadi, A. 1991. Sensitivity to NaCl and exclusion of Na+ in sunflower. Agric. Mediterranea 121: 110-4. (Field Crop Absts., 45: 5725; 1992).

45. Richardson, S. G., and McCree, K. J. 1985. Carbon balance and water relations of Sorghum exposed to salt and water stress. Plant Physiology 79: 1015-1020.

46. Seppanen, M., Turakainen, M., and Hartikainen, H. 2003. Selenium effects on oxidative stress in potato. Plant Science 165: 311-319.

47. Shahsavari, N., Jais, H. M., and Shirani Rad, A. H. 2014. Responses of canola oil quality characteristics and fatty acid composition to zeolite and zinc fertilization under drought stress. International Journal of Agricultural Sciences 4: 49-59.

48. Sibole, J. V., Cabot, C., Poschenrieder, C., and Barcelo, J. 2003. Ion allocation in two different salt-tolerant Mediterranean Medicago species. Journal Plant Physiology 160 (11): 1361-1365.

49. Sing, H. C., and Bhargava, S.C. 1994. Changes in growth and yield components of Brassica napus in response to azotobacter inoculation at different rates of nitrogen application. Journal of Agriculture Science 122: 241-247.

50. Tahir, M. A., Rahmatullah, A., Ashraf, M., Kanwal, S., and Muhammad, A. 2006. Beneficial effects of silicon in wheat under salinity stress-pot culture. Pakistan Journal of Botany 38: 1715-1722.

51. Tapiero, H., Townsend, D. M., and Tew, K. D. 2003. Dossier: Oxidative stress pathologies and antioxidants: The antioxidant role of selenium and seleno-compounds. Biomedicine and Pharmacotherapy 57: 134-144.

52. Turan, M. A., Elkiram, A. H. A., Taban, N., and Tban, S. 2009. Effect of salt stress on growth, stomatal resistance, proline and chlorophyll concentrations in maize plant. African Journal of Agricultural Research 4 (9): 893- 897.

53. Weimberg, R. 1987. Solute adjustments in leaves of two species of wheat at two different stages of growth in response to salinity. Physiologia Plantarum, 70:381-388.

54. Wright, P. R., Morgan, J. M., Jossop, R. S., and Cass, A. 1995. Comparative adaptation of canola (Brassica napus L.) and indian mustard (Brassica Juncea) to soil water deficit. Field Crops Research 42: 1-13.

55. Xue, T. L., Hartikainen, H., and Piironen, V. 2001. Antioxidative and growth-promoting effects of selenium on senescing lettuce. Plant and Soil 237: 55-61.

56. Zahedi, H., Noormohammadi, G., ShiraniRad, A. H., Habibi, D., and Mashhadi Akbar, B. 2009. The effects of zeolite and foliar applications of selenium on growth yield and yield components of three canola cultivars under drought stress. World Applied Sciences Journal 7: 255-262.

57. Zoyer, C., Dat, J. E., and Scott, I. M. 2005. Hydrogen peroxide in oilseed sunflower. Physiologia Plantarum 5: 241-254.