بررسی اثر غنی‌سازی دی‌اکسید کربن بر صفات آناتومیکی برگ دو گونه فیکوس زینتی (Ficus elastica و Ficus benjamina) در شرایط گلخانه

علوم باغبانی

مقاله 1، دوره 37، شماره 3 - شماره پیاپی 59، آبان 1402، صفحه 589-597   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhs.2023.61791.0

نویسندگان

ناهید زمردی¹؛ محمود شور^{* 1}؛ علی تهرانی فر¹؛ مرتضی گلدانی²

¹گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

²گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

دی‌اکسید کربن یکی از گازهای موجود در اتمسفر می‌باشد. غلظت دی‌اکسیدکربن اتمسفر طی چند دهه گذشته افزایش یافته است. بنابراین انتظار می‌رود که این افزایش روی گیاهان موثر واقع شود. به‌منظور ارزیابی اثرات غلظت‌های مختلف دی‌اکسید‌کربن بر برخی صفات آناتومیکی دو گونه فیکوس زینتی (فیکوس بنجامین و فیکوس الاستیکا) یک آزمایش اسپلیت پلات بر پایه‌ی طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. تیمارهای موردنظر شامل دو گونه فیکوس زینتی و سه غلظت دی‌اکسید کربن (غلظت 380 پی‌پی‌ام (شاهد)، 700 و 1050 پی­پی‌ام) بودند. در این آزمایش، هشت صفت آناتومیکی نظیر تراکم روزنه، تراکم سلول­های اپیدرمی، عرض روزنه، طول روزنه، شاخص روزنه، مساحت روزنه، مساحت اپیدرم و قطر روزنه روی گیاهان مورد نظر ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که تقریبا تمام صفات مورد مطالعه تحت تأثیر دی‌اکسید کربن قرار گرفت. غلظت 700 پی­پی‌ام دی‌اکسید­کربن بیشترین تاثیر را بر صفات مورد مطالعه داشت. غلظت 700 پی­پی­ام بیشترین تأثیر را بر صفت مساحت روزنه داشت. میانگین عرض روزنه و تراکم روزنه به‌ترتیب 28/21 و 91 درصد نسبت به میانگین شاهد افزایش یافت. همچنین این نتایج نشان داد که بیشترین میانگین تراکم روزنه، تراکم سلول­های اپیدرمی، مساحت روزنه و قطر روزنه مربوط به گونه فیکوس الاستیکا بود. در بین گونه­های مورد بررسی، گونه فیکوس الاستیکا نسبت به گونه فیکوس بنجامین در تمامی صفات برتری نشان داد. در واقع پاسخ روزنه­ها به تغییرات محیطی به صفاتی همچون قطر روزنه، تراکم روزنه، شاخص روزنه، اندازه سلول­های محافظ و منافذ روزنه و سطح برگ مربوط است که در تبادلات گازی بین گیاه و جو شرکت می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

الاستیکا؛ بنجامین؛ تراکم روزنه؛ دی‌اکسید کربن و صفات آناتومیکی

مراجع

1. Ainaworth, E.A., Rogers, A., Nelson, R., & Long, S. (2004). Testing the source-sink hypothesis of downregulation of photosynthesis in elevated CO₂ in the field with single gene substitutions in Glycine max. Agricultural and Forest Meteorology, 122, 85-94. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2003.09.002
2. Beerling, D.J., & Kelly, C.K. (1997). Stomatal density responses of temperate woodland plants over the past seven decades of CO₂ increase: a comparison of Salisbury (1927) with contemporary data. American Journal of Botany, 84, 1572–1583. https://doi.org/10.2307/2446619
3. Cheng, W., Sakai, H., Yagi, K., & Hasegawa, T. (2009). Interactions of elevated CO₂ and night temperature on rice growth and yield. Agricultural and Forest Meteorology, 149(1-4), 51-58. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2008.07.006
4. Chunyan, W., Maosong, Li., Jiqing, S., Yonggang, C., Xiufen, W., & Yongfeng, W. (2008). Differences in stomatal and photosynthetic characteristics of five diploidy wheat species. Acta Ecologica Sinica, 28, 3277-3283. https://doi.org/10.1016/S1872-2032(08)60070-0
5. Das, R. (2003). Characterization of response of Brassica cultivars to elevated carbon dioxide under moisture stress. Ph.D. Thesis, Indian Agricultural Research Institute, New Delhi.
6. Driscoll, S.P., Prins, A., Olmos, E., Kunert, K.J., & Foyer, C.H. (2006). Specification of adaxial and abaxial stomata, epidermal structure and photosynthesis to CO₂ enrichment in maize leaves. Journal of Experimental Botany, 57, 381–390. https://doi.org/10.1093/jxb/erj030
7. Ferris, R., & Taylor, G. (1994). Stomatal characteristics of four native herbs following exposure to elevated CO₂. Annals of Botany, 73, 447–453.
8. Hetherington, A.M., & Woodward, F.I. (2003). The role of stomata in sensing and driving environmental change. Nature, 424, 901–908. https://doi.org/10.1038/nature01843
9. Lake, J.A., Quick, W.P., Beerling, D.J., & Woodward, F.I. (2001). Plant development: signals from mature to new leaves. Nature, 411, 154–155. https://doi.org/10.1038/35075660
10. Mavrogianopoulos, G.N., Spanakis, J., & Tsikalas, P. (1999). Effect of CO₂ enrichment and salinity on photosynthesis and yield in melon. Scientia Horticulturae, 79(1-2): 51-63. https://doi.org/10.1016/S0304-4238(98)00178-2
11. Mortensen, L.M. (1987). Co₂ enrichment in greenhouses. Crop responses. Scientia Horticulturae, 33, 1-25. https://doi.org/10.1016/0304-4238(87)90028-8
12. Pandey, R., Chenhacko, P.M., Choudhary, M.L., Prasad, K.V., & Madan, P. (2007). Higher than optimum temperature under CO₂ enrichment influences stomata anatomical chracters in rose (Rosa hibrida). Scientia Horticulturae, 113, 74-81. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2007.01.021
13. Rogers, H.H., Runion, G.B., Krupa, S.V., & Prior, S.A. (1997). Plant response to atmospheric CO₂ In: Allen, J. R. (eds.), Advances in carbon dioxide effects research. ASA Special Publication no. 61. ASA. CSSA. Madison. WI. 1-34.  https://doi.org/10.2134/asaspecpub61.c1
14. Schoch, P.G., Jacques, R., Lecharny, A., & Sibi, M. (1984). Dependence of stomatal index on environmental factors during stomata differentiation in leaves of Vigna sinensis Effect of different light quality. Journal of Experimental Botany, 35, 1405–1409.
15. Shoor, M., Goldani, M., & Mandany, F. (2009). Effect of increasing carbon dioxide concentration on morphophysiological traits of marigold (Tagets), blanket flower (Gaillardia spp.) floss flower (Ageratum spp.) in greenhouse conditions. Journal of Agricultural Ecology, 2, 108-101. (In Persian with English abstract)
16. Uprety, D.C., Dwivedi, N.J., & Mohan, V.R. (2002). Effect of elevated carbon dioxide concentration on the stomatal parameters of rice cultivars. Photosynthetica, 40, 315–319. https://doi.org/10.1023/A:1021322513770
17. Van Labeke, M.C., & Dambre, P. (1998). Effect of supplementary lighting and CO₂ enrichment on yield and flower stem quality of Alstroemeria Scientia Horticulturae, 74, 269-278. https://doi.org/10.1016/S0304-4238(98)00091-0
18. Woodward, F.I. (1987). Stomatal numbers are sensitive to increase in CO₂ from pre-industrial levels. Nature, 327, 617–618. https://doi.org/10.1038/327617a0
19. Woodward, F.I., & Kelly, C.K. (1995). The influence of CO₂ concentration on stomatal density. New Phytology, 131, 311–327. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1995.tb03067.x