تعیین غلظت و اسیدیته بهینه ذرات نانو و میکرو سیلیکات سدیم بر راندمان محلول‌پاشی گیاهچه‌های سیب‌زمینی

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 5، دوره 16، شماره 2 - شماره پیاپی 50، تیر 1397، صفحه 355-368   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/gsc.v16i2.57918

نویسندگان

محمد کافی^* ؛ بیژن سعادتیان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

نقش مؤثر سیلیسیم در بهبود خصوصیات گیاهی به اثبات رسیده است. ترکیبات حاوی این عنصر در غالب موارد به‌صورت برگ‌پاشی استفاده می‌شوند. از سویی، به نظر می‌رسد که اسیدیته محلول نقش مؤثری در کارایی این فرآیند ایفا نماید. لذا پژوهش حاضر جهت تعیین غلظت و اسیدیته بهینه ذرات نانو و میکرو سیلیکات سدیم طی دو آزمایش به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1392 انجام شد. در آزمایش تعیین غلظت بهینه، تیمارها شامل دو اندازه ذره سیلیسیم (نانو و میکرو) و غلظت‌های محلول‌پاشی در 11 سطح (بدون محلول‌پاشی، آب مقطر+ مویان، 100، 200، 300، 400، 500، 600، 700، 800 و 900 میلی‌گرم در لیتر) بود. تیمارهای آزمایش دوم شامل غلظت بهینه سیلیکات سدیم (400 میلی گرم در لیتر)، آب مقطر و سه سطح اسیدیته (5، 7 و 3/11) برای غلظت بهینه سیلیسیم نانو و میکرو بود. نتایج آزمایش اول نشان داد که با افزایش غلظت سیلیسیم تا 400 میلی‌گرم در لیتر صفات فتوسنتز، کلروفیل a و عملکرد ریزغده‌های سیب‌زمینی افزایش معنی‌داری نشان داد. کاربرد سیلیسیم نانو و میکرو تا غلظت 400 میلی‌گرم در لیتر افزایش پایداری غشای سلولی، کاهش تعرق برگی، افزایش کارایی مصرف آب، افزایش کلروفیل b و کارتنوئیدهای برگ سیب‌زمینی را در پی داشت و اثر نانو ذرات به‌طور معنی‌داری بیشتر از ذرات میکرو بود. اما در غلظت‌های بالا، هر دو اندازه ذرات سیلیسیم اثر منفی بر صفات مورد بررسی داشت. در آزمایش دوم، تأثیر نانو ذرات سیلیسیم در بهبود صفات شاخص پایداری غشای سلولی، کلروفیل b، میانگین وزن ریزغده و وزن خشک اندام هوایی به‌ترتیب 4/5، 7/9، 9 و 12 درصد بیشتر از ذرات میکرو بود. همچنین در تیمار محلول‌پاشی با اسیدیته 5، صفات شاخص پایداری غشای سلولی، وزن خشک اندام هوایی و کارایی مصرف بیشترین افزایش را به‌ترتیب با 8/8، 6/11 و 3/21 درصد نسبت به اسیدیته 3/11 نشان دادند. کاهش اسیدیته محلول‌پاشی ذرات نانو و میکرو سیلیسیم از نظر آماری افزایش فتوسنتز، کاهش تعرق، افزایش عملکرد ریزغده و افزایش مقدار سیلیسیم اندام هوایی را نسبت به شاهد در پی داشت. در مجموع بهترین تیمار، غلظت 400 میلی‌گرم در لیتر سیلیکات سدیم و اسیدیته 5 بود.

کلیدواژه‌ها

شاخص پایداری غشاء سلولی؛ عملکرد ریزغده؛ فتوسنتز؛ کارایی مصرف آب؛ کلروفیل

مراجع

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

2. Arnon, D. 1949. Copper enzyme polyphenoloxides in isolated chloroplast in Beta vulgaris. Plant Physiology 24: 1-15.

3. Asmar, A., Castro, E. M., Pasqual, M., Pereira, F. J., and Soares, J. D. R. 2013. Changes in leaf anatomy and photosynthesis of micropropagated banana plantlets under different silicon sources. Scientia Horticulturae 161: 328-332.

4. Cherif, M., and Belanger, R. R. 1992. Use of potassium silicate amendments in recirculating nutrient solutions to suppress Pythium ultimum on long english cucumber. Journal of Plant Disease 76 (10): 1008-1011.

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

6. Elliot, C. L., and Snyder, G. H. 1991. Autoclave-induced digestion for the colorimetric determination of silicon in rice straw. Agricultural and Food Chemistry 39: 1118-1119.

7. Franke, W. 1967. Mechanisms of foliar penetration of solutions. Annual review. Plant Physiology 18: 281-300.

8. 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 Horticulture 161: 111-117.

9. Hashemi, A., Abdolzadeh, A., and Sadeghipour, H. R. 2010. Beneficial effects of silicon nutrition in alleviating salinity stress in hydroponically grown canola, Brassica napus L., plants. Soil Science and Plant Nutrition 56 244-253.

10. Hu, Y., and Schmidhalter, U. 2005. Drought and salinity: a comparison of their effects on mineral nutrition of plants. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 168: 541-549.

11. Kannan, S. 1980. Mechanisms of foliar uptake of plant nutrients: accomplishments and prospects. Journal of Plant Nutrient 2: 717-735.

12. Lichtenthaler, H. K., and Wellburn, A. R. 1983. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents. Biochemical Society Transactions 11: 591-592.

13. Liang, Y. C., Shen, Q. R., Shen, Z. G., and Ma, T. S. 1996. Effects of silicon on salinity tolerance of two barley cultivars. Journal of Plant Nutrition 19. 173-183.

14. Lim, T. H., Cheol, S. Y., Choi, S. P., and Dhital, S. 2004. Application of giberelic acid and paclobutrazol for efficient production of potato (Solanum tuberosum L.) minitubers and their dormancy breaking under soilless culture system. Journal of Korea Society Horticulture Science 45 (4): 189-193.

15. Mateos-Naranjo, E., Andrades-Moreno, L., and Davy, A. J. 2013. Silicon alleviates deleterious effects of high salinity on the halophytic grass Spartina densiflora. Plant Physiology and Biochemistry 63: 115-121.

16. Mengel, K. 2002. Alternative or complementary role of foliar supply in mineral nutrition. Acta Horticalture 594: 33-48.

17. Mohaghegh, P., Shirvani, M., and Ghasemi, S. 2010. Silicon application effects on yield and growth of two cucumber genotypes in hydroponics system. Journal of Science technology and greenhouse culture 1 (1): 35-40. (in Persian with English abstract).

18. Nasri, M., Khalat bari, M., Pak nejad, F., Hasanpor, J., and Kasraie, P. 2008. Effect of different levels of silic spraying and plant density on some quantitative characterestics of rapeseed (Hyola-42) in varamin condition. Iranian agricultural science 315-325. (in Persian with English abstract).

19. Ozturk, G., and Yildirim, Z. 2010. A comparison of field performances of minitubers and micro tubers used in seed potato production. Turkish Journal of Field Crops 15 (2): 141-147.

20. Rashed Mohassel, M. H., Aliverdi, A., and Rahimi, S. 2011. Optimizing dosage of sethoxydim and fenoxaprop-p-ethyl with adjuvants to control wild oat. Industrial Crops and Products 34: 1583-1587.

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

22. Saadatian, B., and Kafi, M. 2015. Study of nutritional role of silicon nano-particles on physiological characteristics of minituber potato production. Journal of Plant Production Research 22: 173-189. (in Persian with English abstract).

23. Sairam, R. K. 1994. Effect of moisture stress on physiological activities of two con-trasting wheat genotypes. Indian Journal. Experimental of Biology 32: 594-597.

24. 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 of Annual Botany 72: 433-440.

25. Shen, X., Zhou, Y., Duan, L., Li, Z., Eneji, A. E., and Li, J. 2010. Silicon effects on photosynthesis and antioxidant parameters of soybean seedlings under drought and ultraviolet-B radiation. Journal of Plant Physiology 167: 1248-1252.

26. Tuna A. L., Kaya, C., Higgs, D., Murillo-Amador, B., Aydemir, S., and Girgin, A. R. 2008. Silicon improves salinity tolerance in wheat plants. Environmental Experiment of Botany 62: 10-16.

27. Tyree, M. T., Scherbatskoy, T. D., and Tabor, C. A. 1990. Leaf cuticles behave as asymetric membranes. Evidence from the measurement of diffusion potentials. Plant Physiology 92: 103-109.

28. Wojcik, P. 2004. Uptake of mineral nutrients from foliar fertilization (Review). Journal of Fruit and Ornamental Plant Research 12: 201-218.

29. Zare, H. R, Ghanbarzadeh, Z., Behdad, A., and Mohsenzadeh, S. 2016. Effect of silicon and nano silicon on reduction of damage caused by salt stress in maize (Zea mays) seedlings. Iranian Journal of plant biology 7 (26): 59-74. (in Persian with English abstract).