نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• علی اصغر فزونی ¹
• بابک عندلیبی ²
• مهرداد چائی چی ³
• سجاد نصیری ⁴

¹ گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

² گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

³ مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی، همدان، ایران.

⁴ گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان. ایران

چکیده

هدف: با توجه به مشکلات جهانی ناشی از تنش خشکی و محدودیت منابع آبی، این پژوهش با هدف بررسی اثرات سیلیکات‌پتاسیم بر عملکرد و صفات فیزیولوژیک ارقام جدید سیب‌زمینی تحت شرایط کم‌آبی انجام شد.
روش پژوهش: آزمایش به‌صورت کرت‌های دو بار خردشده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. عامل اصلی شامل سه فاصله آبیاری (هفت، ۱۰ و ۱۳ روز)، عامل فرعی سه سطح محلول‌پاشی سیلیکات‌پتاسیم \[شاهد، یک‌بار در ۵۰ روزگی و دوبار در ۴۰ و ۸۰ روزگی با غلظت ۲ لیتر در هزار لیتر آب] و عامل فرعی‌تر سه رقم سیب‌زمینی (کورسیکا، سانته و ووگ) بود. صفات موردارزیابی شامل عملکرد غده، کلروفیل کل، پروتئین محلول، کربوهیدرات کل، پرولین و مالون‌دی‌آلدهید بودند. 
یافته‌ها: نتایج نشان داد برهم‌کنش سه‌گانه تیمارها بر همه صفات معنی‌دار بود. بیش‌ترین عملکرد غده (۴۴/۶۱ تن در هکتار) در آبیاری هفت‌روزه، محلول‌پاشی دوبار و رقم کورسیکا حاصل شد، درحالی‌که کم‌ترین عملکرد (۳۹/۶۰ تن در هکتار) در آبیاری ۱۳ روزه، بدون محلول‌پاشی و رقم سانته ثبت گردید. بیشینه کلروفیل کل (26/2 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) در شرایط بدون تنش، با محلول‌پاشی دوبار و رقم کورسیکا مشاهده شد. بیش‌ترین پرولین (۵۳/۶۹ میکرومول بر گرم وزن تر) در رقم سانته تحت تنش شدید (آبیاری ۱۳ روزه، بدون محلول‌پاشی) ثبت گردید. بالاترین پروتئین محلول (۱۴/۹۴ میلی‌گرم بر گرم وزن خشک) و کربوهیدرات کل (۲۱/۱۲ میلی‌گرم بر گرم وزن خشک) در آبیاری ۱۰ روزه، محلول‌پاشی دو بار و رقم کورسیکا به‌دست آمد. کم‌ترین مالون‌دی‌آلدهید (02/3 نانومول بر گرم وزن تر) در آبیاری هفت‌روزه با محلول‌پاشی دوبار ثبت شد، درحالی‌که بیش‌ترین آن (۲۵/۱۴ نانومول بر گرم وزن تر) در رقم سانته تحت تنش شدید و بدون محلول‌پاشی دیده شد.
نتیجه‌­گیری: رقم کورسیکا، محلول‌پاشی دو بار سیلیکات‌پتاسیم، به‌ویژه تحت آبیاری هفت‌روزه، موجب بهبود وضعیت فیزیولوژیک، افزایش کارایی مصرف آب و کاهش شاخص‌های تنش اکسیداتیو گردید. این امر نشان‌دهنده نقش مؤثر سیلیکات‌پتاسیم در بهینه‌سازی فرایندهای متابولیک و حفظ تعادل فیزیولوژیک گیاه در شرایط کم‌آبی است. تنش ملایم نیز با تحریک مکانیسم‌های دفاعی، ترکیبات حفاظتی مانند کربوهیدرات‌های محلول و پروتئین را در این رقم افزایش داد. در مقابل، رقم سانته تحت تنش شدید بدون محلول‌پاشی بیش‌ترین آسیب اکسیداتیو و کاهش عملکرد را نشان داد. بنابراین، استفاده از محلول‌پاشی دو بار سیلیکات‌پتاسیم همراه با انتخاب ارقام مقاوم مانند کورسیکا می‌تواند راه‌کاری مؤثر و پایدار برای حفظ عملکرد، بهبود کیفیت محصول و مدیریت منابع آبی در مناطق مستعد خشکی باشد.

کلیدواژه‌ها

• ترکیبات اسمزی
• تنش خشکی
• فیزیولوژی سیب‌زمینی
• کلروفیل

عنوان مقاله [English]

Mitigating the effects of water deficit in potato by foliar application of potassium silicate: physiological and functional assessment of three new cultivars

نویسندگان [English]

• Aliasghar Fozouni ¹
• Babak Andalibi ²
• Mehrdad Chaichi ³
• Sajjad Nasiri ⁴

¹ Department of Production Engineering and Plant Genetics, Faculty of Agriculture, university of Zanjan, Zanjan, Iran.

² Department of Production Engineering and Plant Genetics, Faculty of Agriculture, university of Zanjan, Zanjan, Iran.

³ Department of Seed and Plant Improvement Research, Hamedan Agricultural and Natural Resources, Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Hamedan, Iran.

⁴ Department of Production Engineering and Plant Genetics, Faculty of Agriculture, university of Zanjan, Zanjan, Iran

چکیده [English]

Objective: Drought and limited water resources threaten global potato production. This study evaluated the effects of foliar potassium silicate on agronomic performance and physiological traits of three potato cultivars under water-deficit
Methods: The experiment followed a split–split-plot design in a randomized complete-block arrangement with three replications. Irrigation interval (main plot) comprised 7, 10, and 13 days. Foliar treatments (sub-plot) included: (i) control (no spray), (ii) a single spray at 50 days after planting, and (iii) two sprays at 40 and 80 days after planting at 2 L K2SiO3 per 1000 L water. Cultivars (sub-sub plot) were Corsica, Sante, and Vog. Measured traits were tuber yield, total chlorophyll, soluble protein, total carbohydrate, proline, and malondialdehyde (MDA) content.
Results: The triple interaction among irrigation interval, foliar treatment, and cultivar significantly affected all traits. The highest tuber yield (44.61 t ha⁻¹) occurred with 7-day irrigation, two foliar sprays, and the Corsica cultivar; the lowest yield (39.60 t ha⁻¹) occurred with 13-day irrigation without foliar spray in Sante. Total chlorophyll was highest under non-stress conditions with two sprays in Corsica (2.26 mg g⁻¹ FW). Proline accumulation peaked in Sante under severe drought (13-day irrigation, no spray) (53.69 μmol g⁻¹ FW). Soluble protein (14.94 mg g⁻¹ DW) and total carbohydrate (21.12 mg g⁻¹ DW) were greatest under 10-day irrigation with two sprays in Corsica. MDA content was lowest with two sprays under 7-day irrigation (3.02 nmol g⁻¹ FW) and highest in Sante under severe drought without spray (25.14 nmol g⁻¹).
Conclusions: In Corsica, two foliar applications of potassium silicate under 7-day irrigation improved physiological performance and water-use efficiency while reducing oxidative stress indicators. Mild drought stress also enhanced accumulation of protective compounds (soluble carbohydrates and proteins) in Corsica. In contrast, Sante under severe drought without foliar application showed the greatest oxidative damage and yield reduction. Overall, combining two potassium silicate foliar applications with selecting drought-tolerant cultivars such as Corsica offers a promising, sustainable approach to maintaining yield, enhancing quality, and optimizing water use in drought-prone regions.

کلیدواژه‌ها [English]

• Chlorophyll
• Drought stress
• Osmolytes
• Potato physiology