نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 استادیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

3 استاد، گروه علوم باغبانی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.

چکیده

به‌منظور بررسی اثر سیلیکات‌پتاسیم و قارچ مایکوریزا بر شاخص‌های فتوسنتزی توت‌فرنگی پژوهشی در سال 1398 در گلخانه پژوهشی دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری اجرا شد. این پژوهش به‌صورتبه‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه فاکتور شامل قارچ مایکوریزا در دو سطح (وجود و عدم قارچ مایکوریزا)، سیلیکات‌پتاسیم دز سه سطح (صفر، 50  و 100 میلی‌گرم در لیتر) به شکل محلول‌پاشی و دما در دو سطح  (25 و 41 درجه سانتی‌گراد) با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد استفاده از سیلیکات‌پتاسیم منجر به کاهش خسارت تابش دریافتی در برگ‌های توت‌فرنگی شد. به‌طوری‌که در شرایط تنش گرمایی و با وجود دریافت 1133 میکرومول بر مترمربع بر ثانیه تابش فعال فتوسنتزی، مقدار تابش جذب‌شده تا سه برابر نسبت به شاهد کاهش یافت. برخلاف روند افزایشی تعرق در تیمار شاهد، تیمار بوته با سیلیکات‌پتاسیم در حضور مایکوریزا، مانع از افزایش تعرق و هدایت روزنه‌ای و هدررفت آب، برای خنک‌کردن برگ در طول تنش گرمایی شد. به‌طوری‌که تلقیح ریشه با قارچ مایکوریزا منجر به شبکه هیفی گسترده ریشه شد و کارایی مصرف آب را تا 72 درصد بهبود داد. در نتیجه شرایط برای افزایش فتوسنتز خالص مهیا شد. هرچند تنش موجب افزایش فلورسانس پایه و کاهش بیشینه عملکرد کوانتومی سیستم نوریII شد. اما استفاده هم‌زمان از مایکوریزا و سیلیکات‌پتاسیم توانست این شاخص را تا رسیدن به سطح خوب (76/0) بهبود دهد. درنهایت، مشخص شد که تنش دمای بالا بسیاری از فاکتورهای فتوسنتزی بوته توت‌فرنگی را تحت تأثیر قرار می‌دهد و کاربرد سیلیکات‌پتاسیم هم‌زمان با قارچ مایکوریزا برخلاف کاربرد جداگانه آن‌ها، تا حد زیادی از آسیب گرما به بخش‌های مختلف بوته جلوگیری می‌نماید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Mycorrhiza and Potassium Silicate Application on Photosynthetic and Fluorescence Parameters of ‎Strawberry under Heat Stress

نویسندگان [English]

  • Aliyeh Shafiei 1
  • Mehdi Hadadinejad 2
  • Saeed eshghi 2
  • kamran ghasemi 3

1 Former M.Sc. Student, Department of Horticulture Sciences, Agronomy college, Sari Agriculture and Natural Resources University, Sari, Iran.

2 Assistant Professor, Horticultural Department, Agronomy college, Sari Agriculture and Natural Resources University, Sari, Iran.

3 Professor, Horticultural Department, Shiraz University, Shiraz, Iran.

چکیده [English]

The present research tries to investigate the effect of potassium silicate and mycorrhizal fungus on heat stress tolerance of strawberries and evaluate the possibility of increasing plant tolerance to heat at research greenhouse in Sari Agriculture and Natural Resources University at 2019. It is in a completely randomized factorial design with three factors including two levels of mycorrhizal fungi (presence and absence of mycorrhizal fungi), three levels of potassium silicate (0, 50 and 100 mg.l-1) spray in heat stress (25 and 41 °C) with three replications. The results show that application of potassium silicate reduces the Photosynthtic active radiation (PAR) damage in strawberry leaves, which PAR of leaves bottom reduce three folds in comparison to the control, when the PARtop is 1133 umol.m2.s-1. In contrast, treatment of the plant with potassium silicate in the presence of mycorrhiza prevented increases transpiration and stomatal conductivity for water cooling the leaves during heat stress. Inoculation of the roots with mycorrhiza fungi leads to a wide network of hyphae in root uptake, improving water use efficiency by up to 72%, which in turn results in increaseed net photosynthesis. However, heat stress increases minimum fluorescence and reduces maximal quantum efficiency of photosystem II. But the simultaneous application of mycorrhiza and potassium silicate is able to improve this index to a good level (0.76). Finally, it has been found that high temperature stress affects many photosynthetic factors of strawberry plant that the use of potassium silicate in combination with mycorrhizal fungus, despite their separate use, to a large extent prevents heat damage to different parts of the plant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biophysic fluorescence
  • proline
  • Quantomic yield
  • stomatal conductivity
  • strawberry
Abdelhafez, A. A., & Abdel-Monsief, R. A. (2006). Effects of VA mycorrhizal inoculation on growth, yield and nutrient content of cantaloupe and cucumber under different water regimes. Journal of Agriculture and Biological Sciences, 2(6), 503-508.
Azizi, M., Hadadinejad, M., Menatizadeh, M. (2019). Factors affecting educational needs of strawberries growers in Mazandaran. Agricultural Education administration Research, 11(51), 21-140. (In Persian)
Balakrishnan, N., & Subramanian, K. S. (2012). Mycorrhizal symbiosis and bioavailability of micronutrients in maize grain. Maydica, 57(2), 129-138.
Biswas, M. K., Islam, R., & Hossain, M. (2007). Somatic embryogenesis in strawberry (Fragaria sp.) through callus culture. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 90(1), 49-54.
Else, M., & Atkinson, C. (2010). Climate change impacts on UK top and soft fruit production. Outlook on Agriculture, 39(4), 257-262.
Eshghi, S., Shirdel, M., Gharaqani, A., & Zarei, M. (2020). Morpho-physiological, quantitative and qualitative responses of two strawberry (Fragaria × ananassa) cultivars to heat stress in presence of arbuscular mycorrhiza fungus.  Journal of Plant Process and Function, 9(38),245-264. (In Persian)
Fan, W., Zhang, M., Zhang, H., & Zhang P. (2012). Improved tolerance to various abiotic stresses in transgenic sweet potato (Ipomoea batatas) expressing spinach betaine aldehyde dehydrogenase. PLOS ONE, 7(5), e37344.
Firmansyah, F., & Argosubekti, N. (2020). A review of heat stress signaling in plants. International Conference on Sustainable Cereals and Crops Production Systems in the Tropics 23-25 September 2019, Makassar City, Indonesia. 484: 1-11.
Huang, H., Zhang, S., Wu, N., Luo, L., & Christie, P. (2009). Influence of Glomus etunicatum/Zea mays mycorrhiza on atrazine degradation, soil phosphatase and dehydrogenase activities, and soil microbial community structure. Soil Biology and Biochemistry, 41(4), 726-734.
Kadir, S., Sidhu, G., & Al-Khatib, K. (2006). Strawberry (Fragaria× ananassa Duch.) growth and productivity as affected by temperature. HortScience, 41(6), 1423-1430.
Karami, J., Eshghi, S., & Tafazoli, E. (2017). Leaf gas exchange and chlorophyll fluorescence in yaghooti grapevine under heat stress conditions in greenhouse and vineyard. Iranin Journal of Horticultural Science and Technology, 18 (3), 237-250. (In Persian)
Kadir, S., Sidhu, G., & Al-Khatib, K. (2006). Strawberry (Fragaria× ananassa Duch.) growth and productivity as affected by temperature. HortScience, 41(6), 1423-1430.
Liang, Y., Hua, H., Zhu, Y. G., Zhang, J., Cheng, C., & Rmheld, V. (2006). Importance of plant species and external silicon concentration to active silicon uptake and transport. New Phytologist, 172(1), 63-72.
MollaHosseini, H., Bahrami, F., Ghayour, F., & Baghi, A. (2012). Strawberry production (complete and illustrated guide to strawberry production by soil and hydroponic cultivation). Tehran, Agricultural Education and Extension Publications, 228 p. (In Persian).
Muneer, S., Park, Y.G., Kim, S., & Jeong, R.B. (2017). Foliar or subirrigation silicon supply mitigates high temperature stress in strawberry by maintaining photosynthetic and stress-responsive proteins. Journal of Plant Growth Regulation, 36, 836-845.
Murillo‐Amador, B., Yamada, S., Yamaguchi, T., Rueda‐Puente, E., Ávila‐Serrano, N., García‐Hernández, J. L., & Nieto‐Garibay, A. (2007). Influence of calcium silicate on growth, physiological parameters and mineral nutrition in two legume species under salt stress. Journal of Agronomy and Crop Science, 193(6), 413-421.
Nagarathna, T. K., Prasad, T. G., Bagyaraj, D. J., & Shadakshari, Y. G. (2007). Effect of arbuscular mycorrhiza and phosphorus levels on growth and water use efficiency in sunflower at different soil moisture status. Journal of Agricultural Technology, 3(2), 221-229.
Smith, S. E., Jakobsen, I., Grønlund, M., & Smith, F. A. (2011). Roles of arbuscular mycorrhizas in plant phosphorus nutrition: interactions between pathways of phosphorus uptake in Arbuscular mycorrhizal roots have important implications for understanding and manipulating plant phosphorus acquisition. Plant Physiology, 156(3), 1050-1057.
Wright, S. F. (2005). Management of arbuscular mycorrhizal fungi. Roots and Soil Management: Interactions between Roots and the Soil, 48, 181-197.
Yousefi, M., Enteshari, S., & Saadatmand, M. (2014). Effects of silica treatment on some morphological, anatomical and physiological characteristics of Iranian borage (Echium amoenum Fisch & C.A. Mey). Journal of Soil and Plant Interactions, 5 (2), 83-94. (In Persian)