تأثیر تغذیه برگی سیلیکون بر عملکرد و برخی خصوصیات فیزیوشیمیایی رازیانه تحت شرایط کم‌‌آبیاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد گروه باغبانی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه زابل

2 دانشیار گروه زراعت، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه زابل

چکیده

در این مطالعه، تأثیر تنش خشکی و محلول‌پاشی سطوح مختلف سیلیکون بر عملکرد دانه، مقدار اسانس و خصوصیات فیزیوشیمیایی گیاه رازیانه ارزیابی شد. طرح آزمایش به‌صورت اسپلیت پلات در قالب طرح پایۀ بلوک‌های کامل تصادفی با سه رژیم آبیاری شامل آبیاری در 100، 70 و 40 درصد ظرفیت مزرعه به‌عنوان فاکتور اصلی و محلول‌پاشی سیلیکون در پنج سطح (صفر، 5/2، 5، 5/7 و 10 میلی‌مولار) به‌عنوان عامل فرعی بود که در سه تکرار اجرا شد. این مطالعه در سال 1393 و در مزرعۀ تحقیقاتی دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه زابل انجام گرفت. بیشترین درصد (4/2 درصد) و عملکرد اسانس رازیانه (6/20 لیتر در هکتار) از محلول‌پاشی 5/7 میلی‌مولار سیلیکون در شرایط آبیاری 70 درصد ظرفیت زراعی به‌دست آمد. کم‌آبیاری سبب کاهش معنادار مقدار کلروفیل، کاروتنوئیدها و محتوای نسبی آب برگ شد، ولی مقدار نشت الکترولیتی در شرایط خشکی نسبت به تیمار شاهد افزایش دو‌برابری نشان داد.تیمار 5/7 میلی‌مولار سیلیکون در شرایط تنش، محتوای نسبی آب برگ، مقدار کلروفیل، آنتوسیانین، پرولین و قندهای محلول را به‌ترتیب 38، 30، 38، 12 و 22 درصد افزایش و نشت الکترولیتی را 28 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش داد. نتایج نشان داد محلول‌پاشی سیلیکون از طریق افزایش رنگیزه‌های فتوسنتزی و اسمولیت‌های محلول، همچنین محافظت در برابر خسارت نشت الکترولیتی توانایی گیاه رازیانه را در پاسخ به تنش خشکی بهبود بخشید و از این طریق، عملکرد دانه را در شرایط تنش شدید 61 درصد افزایش داد.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of silicon foliar application on yield and some physio-chemical properties of fennel under limited irrigation

نویسندگان [English]

  • Hasan Mosapour Yahyaabadi 1
  • Mohammad Reza Asgharipour 2
1 Graduated M.Sc. Student, Department of Horticulture, College of Agriculture, University of Zabol
2 Associate Professor, Department of Agronomy, College of Agriculture, University of Zabol
چکیده [English]

In this study, the effect of drought and different concentrations of silicon was examined on seed yield, essential oil percentage and physio-chemicals properties in fennel plant. The experimental design was a split plot with three irrigation regimes: irrigation at 100, 70 and 40 percent of FC comprising the main treatments, and five levels of silicon foliar sprays (0, 2.5, 5, 7.5 and 10 mM) as sub-treatments that were applied with three replications. The experiment was conducted in 2014 at the Zabol University research farm in Zabol, south Iran. Limited irrigation significantly decreased chlorophyll, carotenoids, leaf relative water content, while electrolyte leakage showed a 2 -fold increase over the control. In limited irrigation conditions 7.5 mM silicon increased relative water content, chlorophyll, antocianine, proline and soluble sugare by 38, 30, 38, 12 and 22 percent, respectively, while decreased electrolyte leakage by 28 perent over the control. These results suggested that silicon spraying by photosynthetic pigments and soluble osmolytes increasing could increase the ability of plants to drought stress, and in this way increased seed yield by 61 percent under severe stress conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chlrophyll
  • Eessential oils
  • limited irrigation
  • proline
  • Silicon
1 . ترابی ف، مجد ا، انتشاری ش و آیریان س (1392) بررسی تأثیر سیلیکون بر برخی پارامترهای آناتومیکی و فیزیولوژیکی گیاه گاوزبان دارویی (Borago officinalis L.) در شرایط هیدروپونیک. سلول و بافت. 4(3): 285-275.

2 . جمشیدی ا، قلاوند ا، سفیدکن ف و محمدی گل‌تپه ا (1391) تأثیر سیستم‌های مختلف تغذیه بر صفات کمّی گیاه دارویی رازیانه در رژیم‌های مختلف آبیاری. زراعت (پژوهش و سازندگی). 97: 54-47.

3 . حداد ر و مشیری ز (1389) تأثیر سیلیکون در افزایش تحمل به خشکی در مرحله دوبرگی جو. ژنتیک نوین. 5(4): 58-47.

4 . حسیبی س و فرح‌بخش ح (1393) مطالعه اثر سیلیکون در بهبود تحمل به شوری ژنوتیپ‌های مختلف سورگوم دانه‌ای. سیزدهمین کنگره ملی علوم زراعت و اصلاح نباتات. 6-4 شهریور.

5 . خوشگفتارمنش ا ح (۱۳۸۶) مبانی تغذیه گیاهی. انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان، 474 ص.

6 . درزی م ت و حاج سیدهادی م ر (1381) بررسی مسایل زراعی و اکولوژی دو گیاه بابونه و رازیانه. زیتون. 152: 49-43.

7 . دوازده‌امامی س و مجنون حسینی ن (1387) زراعت و تولید برخی گیاهان دارویی و ادویه‌ای. مؤسسۀ انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، 300 ص.

8 . سعادتمند م و انتشاری ش (1391) اثر طول زمان پیش‌تیمار با سیلیکون بر تحمل شوری در گیاه گاوزبان ایرانی (Echium amoenum Fisch & C.A. mey). علوم و فنون کشت‌های گلخانه‌ای. 3(12): 57-45.

9 . طالع احمد س و حداد ر (1389) اثر سیلیکون بر فعالیت آنزیم‌های ضداکسنده و محتوای تنظیم‌کننده‌های اسمزی در دو ژنوتیپ گندم نان در شرایط تنش خشکی. به‌زراعی نهال و بذر. 26(2): 225-207.

10 . موسوی س م، موسوی س غ و ثقه‌الاسلامی م ج (1393) تأثیر تنش کم‌آبی و سطوح نیتروژن بر رشد و عملکرد میوه و اسانس در گیاه رازیانه (Foenicolum vulgare Mill.). تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 30(3): 462-453.

11 . مهرابیان مقدم ن، آروین م ج، خواجویی نژاد غ و مقصودی ک (1390) اثر سالیسیلیک بر رشد و عملکرد علوفه و دانه ذرت در شرایط تنش خشکی در مزرعه. به‌زراعی نهال و بذر. 27(1): 55-41.

12 . AL-Aghabary K, Zhujun Z and Qinhua S (2004) Influence of silicon supply on chlorophyll content, chlorophyll fluorescence, and antioxidative enzyme activities in tomato plants under salt stress. Journal of Plant Nutrition. 27: 2101-2115.

13 . Amiri J, Entesari Sh, Delavar K, Saadatmand M and Rafie NA (2012) The Effect of Silicon on Cadmium Stress in Echium amoenum. World Academy of Science, Engineering and Technology. 62: 242-245.

14 . Bates LS, Waldren RP and Teare LD (1973) Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil. 39: 205-207.

15 . Gagoonani S, Enteshari S, Delavar K and Behyar M (2011) Interactive effects of silicon and aluminum on the malondialdehyde (MDA), proline, protein and phenolic compounds in Borago officinalis L. Journal of Medicinal Plants Research. 24: 5818-5827.

16 . Ghanbari AA, Shakiba MR, Toorchi M and Choukan R (2013) Morpho-Physiological response of common bean leaf to water deficit stress. European Journal of Experimental Biology. 3: 487-492.

17 . Gong HZ, Chen K, Wans S and Zhang C (2005) Silicon alleviates oxidative damage of wheat plants in pots under drought. Plant Science. 169: 313-321.

18 . Hamed KB, Castagna A, Salem E, Ranieri A and Abdelly C (2007) Sea fennel (Crithmum maritimum L.) under salinity conditions: a comparison of leaf and root antioxidant responses. Plant Growth Regulation. 3: 185-194.

19 . He F, Mu L, Yan GL, Liang N, Pan Q, Wang J, Reeves M and Duan C (2010) Biosynthesis of anthocyanins and their regulation in colored grapes. Molecules. 15: 9057-9091.

20 . Irrigoyen JH, Emerich DW and Sanchez Diaz M (1992) Water stress induced changes in oncentration of proline and total soluble sugars in modulated alfalfa (Medicago sativa) plant. Physiological Pantarum. 84: 55-60.

21 . Jaleel CA, Gopi R, Manivannan P, Gomathinayagam M, Sridharan R and Panneerselvam R (2008) Antioxidant potential and indole alkaloid profile variations with water deficits along different parts of two varieties of Catharanthus roseus. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 62: 312-318.

22 . Kamenidou S and Cavins TJ (2008) Silicon supplements affect horticultural traits of greenhouse- roduced ornamental sunflowers. Horticultural Science. 46: 236-239.

23 . Li QF, Ma CC and Shang QL (2007) Effects of silicon on photosynthesis and antioxidative enzymes of maize under drought stress. Ying Yong Sheng Tai Xue Bao. 18: 531-536.

24 . Liang YC, Zhang WH, Chen Q, Liu YL and Ding RX (2006) Effect of exogenous silicon (Si) on H+-ATPase activity, phospholipids and fluidity of plasma membrane in leaves of salt stressed barley (Hordeum vulgare L.). Environmental and Experimental Botany. 57: 212-219.

25 . Liang Y, Sun W, Zhu Y and Christie P (2007) Mechanisms of silicon-mediated alleviation of abiotic stresses in higher plants- a review. Environmental Pollution. 147: 422-428.

26 . Lichtenthaler HK (1987) Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymolology. 148: 350-382.

27 . Loggini B, Scartazza A, Brugnoli E and Navari F (1999) Antioxidative defense system pigment composition and photosynthetic efficiency in two wheat cultivars subjected to Drought. Plant Physiology. 119: 1091-1100.

28 . Ma JF and Yamaji N (2006) Silicon uptake and accumulation in higher plants. Plant Science. 11: 392-397.

29 . Miyashita K, Tanakamaru S, Maitani T and Kimura K (2005) Recovery responses of photosynthesis, transpiration and stomata conductance in kidney bean following drought stress. Environmental and Experimental Botany. 53: 205-214.

30 . Mohamed MAH and Abdu M (2004) Growth and oil production of fennel (Foeniculum vulgare Mill.): effect of irrigation and organic fertilization. Biological Agriculture and Horticulture. 22: 31- 39.

31 . Munns R (1993) Physiological process limiting plant growth in saline soil: some dogmas and hypotheses. Plant Cell Environ. 16: 15-24.

32 . Na L and Jiashu C (2001) Effects of silicon on earliness and photosynthetic characteristics of melon. Acta Horticaltural Sinica. 28: 421-424.

33 . Nabati J, Kafi M, Masoumi A and Mehrjerdi M (2013) Effect of salinity and silicon application on photosynthetic characteristics of sorghum (Sorghum bicolor L.). International Journal of Agricultural Sciences. 3: 483-492.

34 . Olle M and Bender I (2010) The content of oils in umbelliferous crops and its formation. Agronomy Research. 8: 687-696.

35 . Osman YAH (2009) Comparative study of some agricultural treatments effects on plant growth, yield and chemical constituents of some fennel varieties under Sinai conditions. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences. 5(4): 541-554.

36 . Rezaei Nejad A (2011) Productivity of cumin (Cuminum cyminum L.) as affected by irrigation levels and row spacing. Australian Journal of Basic and Applied Sciences. 5(3): 151-157.

37 . Samuels AL, Glass ADM, Ehret MD and Menzies JG (1993) The effects of silicon supplementation on cucumber fruit: Changes in surface characteristics. Annals of Botany. 72: 433-440.

38 . Schobert B and Tschesche H (1978) Unusual solution properties of proline and its interaction with proteins. Biochim Biophys Acta. 549: 270-277.

39 . Shen X, Zhou Y, Duan L, Li Z, Eneji AE and Li J (2010) Silicon effects on photosynthesis and antioxidant parameters of soybean antioxidative systems in two cottons. General and Applied Plant Physiology. 33: 221-234.

40 . Silva ON, Lobato AK, Avila FW, Costa L, Oliveira F, Santos BG, Martins AP, Lemos R, Pinho J, Medeiros MB, Cardoso M and Andrade IP (2012)  silicon-induced increase in chlorophyll is modulated by the leaf water potential in two water-deficient tomato cultivars. Plant Soil and Environment. 58: 481-486.

41 . Verma S and Dubeym RS (2001) Effect of cadmium on soluble sugars and enzymes of their etabolism in rice. Biologia Plantarum. 1: 117-123.

42 . Wanger GJ (1979) Content and vacuole/extra vacuole distribution of neutral sugars, free amino acids, and anthocyanins in protoplast. Plant Physiology. 64: 88-93.

43 . Yan GF, Jia CG, Li Z, Sun B, Zhang LP, Liu N and Wang QM (2012) Effect of brassinosteroids on drought resistance and abscisic acid concentration in tomato under water stress. Scientia Horticulturae. 126: 103-108.

44 . Yong Y, Tai S and Bao X (2007) Effects of silicon on photosynthesis and antioxidative enzymes of maize under drought stress. Plant Science. 18: 531-536.

45 . Zadehbagheri M, Kamelmanesh MM, Javanmardi S and Sharafzadeh S (2012) Effect of drought stress on yield and yield components, relative leaf water content, proline and potassium ion accumulation in different white bean genotype. African Journal of Agriculture Research. 7: 5661-5670.

46 . Zhu Z, Wei G, Li J, Qian Q and Yu J (2004) Silicon alleviates salt stress and increase antioxidant enzymes activity in leaves of salt- stressed cucumber. Journal of Plant Science. 167: 527-533.