تأثیر نانو ذرات کلسیم و نقره بر ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیکی گل شاخه بریده رز

علوم باغبانی

مقاله 19، دوره 37، شماره 3 - شماره پیاپی 59، آبان 1402، صفحه 857-871   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhs.2023.80161.1220

نویسندگان

حمید سلیمانی¹؛ میترا اعلائی^{* 2}؛ مسعود ارغوانی³

¹دانشجوی دکتری، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

²عضو هئیت علمی گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان

³استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

گل رز از جمله گل­های مهم شاخه بریده می­باشد که به دلیل عدم شرایط مناسب نگه­داری در زمان پس از برداشت راندمان تولید این گل به شدت کاهش می­یابد. در این تحقیق، اثر کاربرد نانو ذرات کلسیم قبل از برداشت همراه با کاربرد نانو ذرات نقره پس از برداشت بر ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیکی گل‌های شاخه بریده رز رقم ‘Classic Cezanne’ مورد بررسی قرار گرفت. پژوهش حاضر در سال 1400 در گلخانه تجاری تولید گل رز در شهرستان نظرآباد استان البرز و موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی انجام شد. نانو ذرات کلسیم با غلظت‌های (صفر، 5 و 10 میلی‌گرم در لیتر) هر ده روز (از دو ماه قبل از برداشت) روی بوته‌های گل رز اسپری شدند. پس از برداشت گل­ها و انتقال آنها به آزمایشگاه، نانو ذرات نقره در غلظت‌های صفر، 5 و 10 میلی‌گرم در لیتر به آب مقطر حاوی ساکارز سه درصد گل اضافه شد. پس از برداشت گل‌ها در بازه زمانی صفر، 4، 8 و 12 روز صفات عمرگلجای، قطر گل، وزن تر نسبی شاخه گل­ها، میزان نسبی محلول جذب شده، پروتئین کل، مالون دی آلدئید و آنزیم سوپراکسید دیسموتاز مورد ارزیابی قرار گرفتند. عمرگلجایی تحت تاثیر تیمار با نانو ذرات کلسیم و نانو ذرات نقره (10 میلی­گرم بر لیتر) نسبت به شاهد 4 روز افزایش یافت. براساس نتایج، در روز دوازدهم اندازه‌گیری تیمار نانو ذرات کلسیم و نقره (غلظت 10 میلی‌گرم در لیتر) در مقایسه با شاهد (صفر میلی‌گرم در لیتر) باعث افزایش (14 درصد) قطر گل، وزن تر (12 درصد)، مقدار نسبی محلول جذب شده (46 درصد)، سوپراکسید دیسموتاز (21 درصد) و همچنین کاهش مالون دی آلدئید (37 دردصد) گردید. تیمارها باعث کاهش مقدار مالون دی آلدئید و همچنین افزایش میزان نسبی محلول جذب شده، پروتئین کل و آنزیم سوپراکسید دیسموتاز شدند. از طرفی نانو ذرات مورد استفاده در این آزمایش باعث فعال شدن سیستم آنتی­اکسیدانی آنزیمی در تیمارها شد. تیمار نانو ذرات کلسیم قبل از برداشت و نانو ذرات نقره پس از برداشت با فعال کردن سیستم آنزیم آنتی­اکسیدانی و حفظ توانایی جذب محلول باعث افزایش عمر گل­های شاخه بریده رز شد. به‌طور کلی تیمار با نانو ذرات کلسیم با غلظت 10 میلی‌گرم در لیتر قبل از برداشت و تیمار با نانو ذرات نقره با غلظت 10 میلی‌گرم در لیتر پس از برداشت، در روز دوازدهم موثرترین تیمار در اکثر صفات بودند. با توجه به نتایج به‌­دست‌ آمده از تحقیق حاضر، می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از نانو ذرات کلسیم با نانو ذرات نقره در مقایسه با تیمار شاهد بر اکثر صفات تأثیر بسزایی داشته است. استفاده از نانو ذرات کلسیم با نانو ذرات نقره با افزایش جذب آب و در نتیجه افزایش وزن تازه نسبی، شرایط عمرگلجای را بهبود می­بخشد.

کلیدواژه‌ها

آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی؛ پس از برداشت؛ عمرگلجایی

مراجع

 

1. Abdolmaleki, M., Khosh-Khui, M., Eshghi, S., & Ramezanian, A. (2015). Improvement in vase life of cut rose cv. ‘Dolce Vita’ by preharvest foliar application of calcium chloride and salicylic acid. Intenational Journal of Horticultural Science and Technology, 21(1), 55-66. https://doi.org/10.22059/ijhst.2015.54264
2. Abd-El-Hady, W.M.F. (2020). Effect of potassium nitrate and adenosine triphosphate on pre-and post-harvest gerbera (Gerbera jamesonii ). Scientific Journal of Flowers and Ornamental Plants, 7(3), 337–348. https://dx.doi.org/10.21608/sjfop.2020.114574
3. Amin, A.O. (2017). Influence of Nanosilver and stevia extract on cut anthurium inflorescence. MiddleEast Journal of Applied Sciences, 7(2), 299-313.
4. Bagheri, H., Ladan Moghadam, A., Danaee, E., & Abdossi, V. (2021). Morphophysiological and phytochemical changes of Mentha piperita using calcium, potassium, iron and manganese nano-fertilizers. European Journal of Horticultural Science, 86(4), 419-430. https://doi.org/10.17660/eJHS.2021/86.4.10
5. Bradford, M.M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72, 248–254. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3
6. Chandra, S., Chakraborty, N., Dasgupta, A., Sarkar, J., Panda, K., & Acharya, K. (2015). Chitosan nanoparticles: A positive modulator of innate immune responses in plants. Scientific Reports, 5, 15195. https://doi.org/10.1038/srep15195
7. Chandra, S., Chakraborty, N., Chakraborty, A., Rai, R., Bera, B., & Acharya, K. (2014). Induction of defense response against blister blight by calcium chloride in tea. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 47, 2400–2409. https://doi.org/10.1080/03235408.2014.880555
8. Chéour, F., & Souiden, Y. (2015). Calcium delays the postharvest ripening and related membrane-lipid changes of tomato. Journal of Nutrition and Food Sciences, 5, 393.
9. Chamani, E., Khalighi, A., Joyce, D., Irving, D., Zamani, Z., Mostoufi, Y., Kafi, M., & Falavarjani, M. (2005). Effects of silver thiosulfate and 1-methylcyclopropene on physicochemical characteristics of ‘First Red’ rose cut flowers. Iranian Journal of Horticultural Science and Technology, 6(3), 159-170. (In Persian)
10. Combrink, N.J. (2017). Calcium improves gerbera (Gerbera hybrida) vase life. South African Journal of Plant and Soil, 35, 235–236. https://doi.org/10.1080/02571862.2017.1354089
11. García-González, A., De Abril Alexandra Soriano-Melgar, L., María Luisa Cid-López Yakeline Cortez-Mazatán, G., Mendoza-Mendoza, E., Alonso Valdez-Aguilar, L., & Darío Peralta-Rodríguez, R. (2022). Effects of calcium oxide nanoparticles on vase life of gerbera cut flowers. Scientia Horticulturae, 291(3), 110532. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110532
12. Ghadimian, S., & Danaei, E. (2020). Influences of ascorbic acid and salicylic acid on vase life of cut flowers rose (Rosa hybrida Black magic). Alkhas, 2(1), 1-6. http://dx.doi.org/10.29252/alkhass.2.1.1
13. Ghidan, A.Y., & Antary, T.M.A. (2019). Applications of Nanotechnology in Agriculture. In M. Stoytcheva, and R. Zlatev (Eds.), Applications of Nanobiotechnology. IntechOpen.
14. Giannopolitis, C.N., & Ries, S.K. (1977). Superoxide dismutases: I. Occurrence in higher plants. Plant Physiology, 59(2), 309–314.
15. Handa, A.K., & Mattoo, A.K. (2010). Differential and functional interactions emphasize the multiple roles of polyamines in plants. Plant Physiology and Biochemistry, 48, 540–546. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2010.02.009
16. Hajizadeh, H.S. (2016). The study of freesia (Freesia ) cut flowers quality in relation with nano silver in preservative solutions. Acta Horticulturae, 1131, 1-10. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2016.1131.1
17. Halevy, A.H., Torre, S., Borochov, A., Porat, R., Philosoph-Hadas, S., Meir, S., & Fridman, H. (2001). Calcium in regulation of postharvest life of flowers. Acta Horticulturae, 543, 345-351. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2001.543.42
18. Hepler, P.K. (2005). Calcium: A central regulator of plant growth and development. The Plant Cell, 17, 2142-2155. https://doi.org/10.1105/tpc.105.032508
19. He, Y., Qian, L., Liu, X., Hu, R., Huang, M., Liu, Y., Chen, G., Losic, D., & Zhu, H. (2018). Graphene oxide as an antimicrobial agent can extend the vase life of cut flowers. Nano Research, 11(11), 6010-6022. https://doi.org/10.1007/s12274-018-2115-8
20. He, S., Joyce, D.C., Irving, D.E., & Faragher, J.D. (2012). Stem end blockage in cut Grevillea ‘Crimson Yul-lo’inflorescences. Postharvest Biology and Technology, 41, 78–84. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2006.03.002
21. Hosseini Farahi, M., & Aboutalebi Jahromi, A. (2018). Effect of pre-harvest foliar application of polyamines and calcium sulfate on vegetative characteristics and mineral nutrient uptake in Rosa hybrida. Journal of Ornamental Plants, 8(4), 241-253.
22. Kazaz, S., Dogan, E., Kilic, T., Sahin, E.G.E., & Seyhan, S. (2019). Influence of holding solutions on vase life of cut hydrangea flowers (Hydrangea macrophylla Thunb.). Fresenius Environmental Bulletin, 28(4), 3554-3559.
23. Kiafar, H., Mousavi, M., Ebadi, A., Moallemi, N., & Fattahi Moghadam, M. (2020). Effect of Ca nanoparticles on peach cultivars (Valad Abadi and Alberta). Journal of Agricultural Engineering Soil Science and Agricultural Mechanization, (Scientific Journal of Agriculture), 43(1), 1-14. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22055/agen.2020.28205.1476
24. Koohkan, F., Ahmadi, N., & Ahmadi, S.J. (2014). Improving vase life of carnation cut flowers by silver nano-particles acting as anti-ethylene agent. Journal of Applied Horticulture, 16(3): 210-214.
25. Langroudi, M.E., Hashemabadi, D., Kalatejari, S., & Asadpour, L. (2019). Effect of silver nanoparticles, spermine, salicylic acid and essential oils on vase life of alstroemeria. Journal of NeotropicalAgriculture, 6(2), 100–108.
26. Leus, L., Van Laere, K.., De Riek, J., Huylenbroeck, V. J.R., & Huylenbroeck, V.J. (2018). Ornamental Crops, Hand book of Plant Breeding. Berlin: Springer, 719-767. https://doi.org/10.1007/978-3-319-90698-0
27. Li, H., Li, H., Liu, J., Luo, Zh., Joyce, D., & He, Sh. (2017). Nano-silver treatments reduced bacterial colonization and biofilm formation at the stem-ends of cut gladiolus ‘Eerde’ spikes. Postharvest Biology Technology, 123, 102–111. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2016.08.014
28. Lichanporn, I., Nantachai, N., & Tunganurat, P. (2019). Effect of calcium carbonate-nanoparticles-longkong peel extracts coating on quality browning of longkong fruit. EasyChair, https://doi.org/10.29007/xrj9
29. Liu, J., Zhang, Z., Li, H., Lin, X., Lin, S., Joyce, D.C., & He, S. (2018). Alleviation of effects of exogenous ethylene on cut ‘Master’ carnation flowers with nano-silver and silver thiosulfate. Postharvest Biology and Technology, 143, 86-91. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2018.04.017
30. Lin, X., Li, H., Lin, S., Xu, M., Liu, J., Li, Y., & He, S. (2019). Improving the postharvest performance of cut spray ‘Prince’ carnations by vase treatments with nano-silver and sucrose. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 94(4), 513-521. https://doi.org/10.1080/14620316.2019.1572461
31. Lo’ay, A.A., & Ameer, N.N. (2019). Performance of calcium nanoparticles blending with ascorbic acid and alleviation internal browning of ‘Hindi Be-Sennara’ mango fruit at a low temperature. Scientia Horticulturae, 254, 199–207. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.05.006
32. Ma, F., Lu, R., Liu, H., Shi, B., Zhang, J., Tan, M., & Jiang, M. (2012). Nitric oxide-activated calcium/calmodulin-dependent protein kinase regulates the abscisic acid-induced antioxidant defense in maize. Journal of Experimental Botany, 63, 4835–4847. https://doi.org/10.1093%2Fjxb%2Fers161
33. Moallaye-Mazraei, S., Chehrazi, M., & Khaleghi, E. (2020). The effect of calcium nanochelate on morphological, physiological, biochemical characteristics and vase life of three cultivars of gerbera under hydroponic system. Plant Productions, 43(1), 53–66. https://doi.org/10.22055/ppd.2019.25085.1574
34. Mohamed, A.D.T., Khenizy, S.A.M., Helme, S.S., & El Sayed, H.A. (2018). Improving the quality of gerbera flowers after harvesting. The Middle East Journal, 7(3), 915–931.
35. Mohammadi Ostad Kalayeh, S., Mostofi, Y., & Basirat, M. (2011). Study on some chemical compounds on the vase life of two cultivars of cut roses. Journal of Ornamental and Horticultural Plants, 1(2), 123-128.
36. Naing, A.H., & Kim, C.K. (2020). Application of nano-silver particles to control the postharvest biologyof cut flowers: A review. Scientia Horticulturae, 270, 109463. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109463
37. Nikbakht, A., Kafi, M., Babalar, M., Xia, Y.P., Luo, A., & Etemadi, N. (2008). Effect of humic acid on plant growth, nutrient uptake, and postharvest life of gerbera. Journal of Plant Nutrition, 31(12), 2155–2167. https://doi.org/10.1080/01904160802462819
38. Perik, R.R.J., Raz´e, D., Ferrante, A., & van Doorn, W.G. (2014). Stem bending in cut Gerbera jamesonii flowers: effects of a pulse treatment with sucrose and calcium ions. Postharvest Biology and Technology, 98, 7–13. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2014.06.008
39. Ranjbar, S., Ramezanian, A., & Rahemi, M. (2019). Nano-calcium and its potential to improve ‘Red Delicious’ apple fruit characteristics. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 61(1), 23–30. https://doi.org/10.1007/s13580-019-00168-y
40. Rani, P., & Singh, N. (2014). Senescence and postharvest studies of cut flowers: a critical review. Pertanika Journal of Tropical Agricultural Science, 37(2), 159–201.
41. Reid, M.S., & Jiang C.Z. (2012). Postharvest biology and technology of cut flowers and potted plants. Horticultural Reviews, 40, 1-54. https://doi.org/10.1002/9781118351871.ch1
42. Samadzadeh, H., & Kamiab, F. (2017). Effects of silver and calcium nanoparticles on vase life and some physiological traits of Konst Coco Alstroemeria cut flower. Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture, 8, 75–89.
43. Saeed, T., Hassan, I., Abbasi, N.A., & Jilani, G. (2016). Antioxidative activities and qualitative changes in gladiolus cut flowers in response to salicylic acid application. Scientia Horticulturae, 210, 236–241. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2016.07.034
44. Shafiee-Masouleh, S. (2018). Effects of nano-silver pulsing, calcium sulfate and gibberellin on an antioxidant molecule and vase life of cut gerbera flowers. Advances in Horticultural Science, 32(2), 185–192.
45. Skutnik, E., Jędrzejuk, A., Rabiza-Świder, J., Rochala-Wojciechowska, J., Latkowska, M., & Łukaszewska, A. (2020). Nanosilver as a novel biocide for control of senescence in garden cosmos. Scientific Reports, 10(1), 1-9. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67098-z
46. Stewart, R.R., & Bewley, J.D. (1980). Lipid peroxidation associated with accelerated aging of soybean axes. Plant Physiology, 65(2), 245–248. https://doi.org/10.1104/pp.65.2.245
47. Sudaria, M.A., Uthairatanakij, A., & Nuguyen, H.T. (2017). Postharvest quality effects of different vaselife solutions on cut rose (Rosa hybrida). International Journal of Agriculture Forestry and Life Sciences, 1(1), 12-20.
48. Tejeswini, M.G., Sowmya, H.V., Swarnalatha, S.P., & Negi, P.S. (2014). Antifungal activity of essential oils and their combinations in vitro and in vivo conditions. Archives of Phytopathology and Plant Protection, 47, 564–570. https://doi.org/10.1080/03235408.2013.814235
49. Tran, Q.H., & Le, A.T. (2013). Silver nanoparticles: synthesis, properties, toxicology, applications and perspectives. Advances in Natural Sciences. Nanoscience and Nanotechnology, 4(3), 4033001. https://doi.org/10.1088/2043-6262/4/3/033001
50. Vinodh, S., Kannan, M., & Jawaharlal, M. (2013). Effect of nanosilver and sucrose on post-harvest quality of cut Asiatic Lilium cv. Tresor. The Bioscan, 8(3), 901-90.
51. Yan, A., & Chen, Z. (2019). Impacts of silver nanoparticles on plants: a focus on the phytotoxicity and underlying mechanism. International Journal of Molecular Sciences, 20(5), 1003. https://doi.org/10.3390/ijms20051003
52. Wu, B., Guo, Q., Wang, G.X., Peng, X.Y., Wang, J.D., & Che, F.B. (2015). Effects of different postharvest treatments on the physiology and quality of ‘xiaobai’ apricots at room temperature. Journal of Food Science and Technology, 52, 2247–2255. https://doi.org/10.1007%2Fs13197-014-1288-8