تغییرات مرفو-فیزیولوژی نهال های محلب (Prunus mahaleb L.) تحت تاثیر نانوذرات سیلیکون(SiO2 NPs)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد،دانشگاه تربیت مدرس

2 استاد.دانشگاه تربیت مدرس

3 استادیار . دانشگاه تربیت مدرس

4 دانشجوی ددکترا.دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

به منظور ارزیابی اثر نانوذرات سیلیکون در بهبود صفات رویشی و فیزیولوژی نهال های محلب (Prunus mahaleb L.) آزمایشی به صورت طرح کاملا تصادفی در 4 سطح تیمار با 3 تکرار و در هر تکرار 9 پایه اجرا گردید. تیمارهای اعمال شده شامل آبیاری با غلظت های 10، 50 و 100 میلی گرم در لیتر نانوذرات سیلیکون و شاهد به صورت آبیاری با آب معمولی بود که هر سه روز یکبار بر اساس ظرفیت زراعی صورت گرفت. در همه غلظت های نانوذرات سیلیکون با افزایش دوره نرخ فتوسنتز، هدایت روزنه ای و تعرق افزایش یافتند. با افزایش غلظت نانوذره سیلیکون پتانسیل آبی نهال های محلب کاهش (منفی تر) یافت، ولی محتوای نسبی رطوبت برگ در بین تیمارها تغییری نکرد. اگرچه با افزایش نانوذرات سیلیکون رویش قطری و ارتفاعی در نهال ها فرقی نکردند ولیکن سایر پارامترهای رویشی افزایش یافتند. در مجموع، می-توان بیان داشت که در این پژوهش استفاده از نانوذرات سیلیکون به ویژه غلظت های 50 و 100 میلی گرم در لیتر موجب بهبود فعالیت های رویشی و فیزیولوژیک نهال محلب گردیده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Morpho-physiological Change of Mahaleb Cherry (Prunus mahaleb L.) Seedlings under Silicon Nanoparticles (SiO2NPs) affected

نویسندگان [English]

  • Peyman Ashkavand 1
  • Masoud Tabari koucheksraei 2
  • Mehrdad Zarafshar 3
  • Ehsan Ghanbary 4

چکیده [English]

In order to assess the impact of silicon nanoparticles in improving the growth and physiology characteristics of mahaleb cherry (Prunus mahaleb L.) seedlings a completely randomized experimental design was carried with 4 treatments and 3 replications (each replicate with 9 seedlings). Irrigation treatments included concentrations of 10, 50 and 100 mgr/L of silicon nanoparticles and control with tap water which was irrigated every three days based on field capacity. At all concentrations of silicon nanoparticls with increasing silicon nanoparticles concentration the rates of photosynthesis, stomatal conductance and transpiration increased. With increasing silicon nanoparticle concentration water potential of mahaleb seedlings was decreased (more negative), but the relative water content of leaves did not differ among treatments. Although, with increasing silicon nanoparticles, collar diameter and height growth did not differ, however, other growth parameters were increased. In general, it can be stated that in this study the use of silicon nanoparticles, especially at concentrations of 50 and 100 mgr/L growth and physiological activities of mahaleb seedlings were improved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • biomass
  • water potential
  • gas exchange
  • silicon
  • Mahaleb
  • Nanoparticles

طالع احمد، س. و حداد، ر. (1387). تاثیر سیلیکون بر تحمل به خشکی در گندم. مجله آب، خاک و گیاه در کشاورزی، 8(1):159- 170.

قارونی، ت.، زمانی، ذ.ا. و بوذری، ن. (1391). تنوع ژنتیکی ژنوتیپ­های محلب (Prunus mahaleb L.) بر اساس صفات مورفولوژیکی و نشانگرهای RAPD. مجله به­نژادی نهال و بذر، 28(1): 717-721.

Arnon, D. I. (1949). Copper enzymes in isolated chloroplasts: Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24: 1-15.

Bao-shan, L. shao-qi, D. Chun-hui, L. Li-jun, F. Shu-chun, Q. Min, Y. (2004). Effect of TMS (nanostructured silicon dioxide) on growth of Changbai larch seedlings. Journal of Forestry Research, 15(2): 138-140.

Bocharnikova, E. A. Matichenkov, V. V. Pogorelov, A. G. (2011). Methodology for testing of the silicon fertilizer quality. On Silicon in Agriculture. 11.

Chen, W. Yao, X. Cai, K. Chen, J. (2011). Silicon alleviates drought stress of rice plants by improving plant water status, photosynthesis and mineral nutrient absorption. BiologicalTrace Element Research, 142(1): 67-76.

Haghighi, M. Afifipour, Z. Mozafarian, M. (2012). The Effect of N-Si on Tomato Seed Germination under Salinity Levels. Journal of Biology Environmental Sciences, 6(16): 87-90.

Haghighi, M. Pessarakli, M. (2013). Influence of silicon and nano-silicon on salinity tolerance of cherry tomatoes (Solanum lycopersicum L.) at early growth stage. Scientia Horticulturae, 161: 111–117.

Harrison, C.C. (1996). Evidence for intramineral macromolecules containing protein from plant silicas. Phytochemistry,41: 37–42.

Hattori, T. Inanaga, S. Araki, H. Morita, A. P. Lux, A. (2005). Application of silicon enhanced drought tolerance in Sorghum bicolor. Physiologia Plantarum, 123(4): 459-466.

Iwasaki, K. Meier, P. Fecht, M. Horst, W.J. (2002). Effects of silicon supply on apoplastic manganese concentrations in leaves and their relation to manganese tolerance in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Plant Soil, 238(2): 281-288.

Khot, L. R. Sankaran, S. Maja, J. M. Ehsani, R. Schuster, E. W. (2012). Applications of nanomaterials in agricultural production and crop protection: A review. Crop Protection, 35(1): 64-70.

Ma, J.F. (2004). Role of silicon in enhancing the resistance of plants to biotic and abiotic stresses. Soil Science and Plant Nutrition, 50 (1): 11–18.

Ma, J. F. Yamaji N. (2006). Silicon uptake and accumulation in higher plants. Trends in Plant Science, 11(8): 392-397.

Nair, R. Varghese, S.H. Nair, B.G. Maekawa, T. Yoshida, Y. Kumar, D.S. (2010). Nanoparticulate material delivery to plants. Plant Science, 179: 154–163.

Parveen, N. Ashraf, M. (2010). Role of silicon in mitigating the adverse effects of salt stress on growth and photosynthetic attributes of two maize (Zea mays L.) cultivars grown hydroponically. Pakistan Journal of Botany, 42(3): 1675-1684.

Pei, Z. F. Ming, D. F. Liu, D. Wan, G. L. Geng, X. X. Gong, H. J. Zhou, W. J. (2010). Silicon improves the tolerance to water-deficit stress induced by polyethylene glycol in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings. Journal of Plant Growth Regulation, 29(1): 106-115.

Siddiqui, M.H. Al-Whaibi, M.H. (2013). Role of nano-SiO2 in the germination of tomato (Lycopersicum esculentum Mill). Saudi Journal of Biological Sciences, 1-12. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.sjbs. 2013.04.005.

Slomberg, D. L. Schoenfisch, M. H. (2012). Silica nanoparticle phytotoxicity to Arabidopsis thaliana. Environmental Science & Technology, 46(18): 10247-10254.

Suriyaprabha, R. Karunakaran, G. Yuvakkumar, R. Rajendran, V. Kannan, N. (2012a). Silica nanoparticles for increased silica availability in maize (Zea mays L) seeds under hydroponic conditions. Current Nanoscience, 8(6): 902-908.

Suriyaprabha, R. Karunakaran, G. Yuvakkumar, R. Prabu, P. Rajendran, V. Kannan, N. (2012b). Growth and physiological responses of maize (Zea mays L.) to porous silica nanoparticles in soil. Journal of Nanoparticle Research, 14(12): 1-14.

Wang, X. Wei, Z. Liu, D. Zhao, G. (2011). Effects of NaCl and silicon on activities of antioxidative enzymes in roots, shoots and leaves of alfalfa. African Journal of Biotechnology, 10(4): 545-549.

Wei, C. Zhang, Y. Guo, J. Han, B. Yang, X. Yuan, J. (2010). Effects of silica nanoparticles on growth and photosynthetic pigment contents of Scenedesmus obliquus. Journal of Environmental Sciences, 22:155-160

Yang, Y. Liu, Q. Han, C. Qiao, Y.Z. Yao, X.Q. Yin, H.J. (2007). Influence of water stress and low irradiance on[a1]  morphological and physiological characteristics of Picea asperata seedlings. Photosynthetica, 45(4): 613-619

Yuvakkumar, R. Elango, V. Rajendran, V. Kannan, N.S. Prabu, P. (2011). Influence of Nanosilica Powder on the Growth of Maize Crop (Zea Mays L.). International Journal of Green Nanotechnology, 3(3): 180-190.

Zheng, L. Hong, F. Lu, S. Liu, C. (2005). Effects of nano-TiO2 on strength of naturally aged seeds and growth of spinach. Biological Trace Element Research, 104:  83–92.