محلول‌پاشی نیترات کلسیم باعث بهبود فتوسنتز و افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی شده و عمر گلدانی گل رز را افزایش می‌دهد

محورهای موضوعی : مجله گیاهان زینتی

سعید خسروی ¹ , لیلا چهل تنان ² , علی تهرانی فر ³ , امیرحسین خوش گفتارمنش ⁴

1 - گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
2 - گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
3 - استاد گروه باغبانی و فضای سبز دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
4 - گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

تاریخ دریافت : 1403/12/23 تاریخ پذیرش : 1404/02/06 تاریخ انتشار : 1404/04/25

کلید واژه: تغذیه کلسیم, رشد, شاخص پایداری غشا, فتوسنتز, کیفیت پس از برداشت,

چکیده مقاله :

افزایش فتوسنتز برای افزایش رشد بسیار مهم است، همچنین تقویت فعالیت آنزیم­ های آنتی‌­اکسیدانی سبب بهبود کیفیت و عمر گلجای رز می‌شود. در این مطالعه، تأثیر محلول‌پاشی با غلظت‌های مختلف نیترات کلسیم بر فتوسنتز، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی و عمر گلجایی رز جهت رسیدن به این اهداف مورد بررسی قرار گرفت. این آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی بر روی دو رقم گل رز انجام شد. نیترات کلسیم در غلظت‌های 0 (شاهد)، 80 و 160 میلی­‌گرم در لیتر هر هفته بر روی دو رقم "سامورایی" و "جمیلیا" محلول‌پاشی شد. نتایج نشان داد که محلول‌پاشی با نیترات کلسیم در غلظت 160 میلی‌­گرم در لیتر، به‌ترتیب با افزایش 23/3 درصد و 35/3 درصد میزان فتوسنتز در رقم "جمیلیا" و "سامورایی" سبب بهبود صفات رشدی در هر دو رقم رز شد. علاوه بر این، استفاده از 160 میلی­ گرم در لیتر نیترات کلسیم باعث افزایش میزان تعرق شد که متعاقباً منجر به افزایش غلظت کلسیم در برگ‌­ها و گلبرگ‌­های رقم "سامورایی" (به‌ترتیب 2/9 و 2/5 برابر) و "جمیلیا" (به‌ترتیب 1/9 و 1/6 برابر) شد. استفاده از 160 میلی­‌گرم در لیتر نیترات کلسیم با افزایش فعالیت پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز به‌ترتیب سبب افزایش 10/4 و 13/6 درصد در شاخص پایداری غشا در ارقام "سامورایی" و "جمیلیا" گردید، این امر به افزایش طول عمر گلجای به میزان 4/33 روز در "سامورایی" و 4/03 روز در "جمیلیا" منجر شد. به‌طور کلی، استفاده از 160 میلی­‌گرم در لیتر نیترات کلسیم باعث افزایش کیفیت گل‌های تولیدی شد و با بهبود فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی، عمر گلجای هر دو رقم رز را نیز افزایش داد.

چکیده انگلیسی:

Increasing photosynthesis is crucial for enhancing growth, also boosting antioxidant activity is essential for improving the quality and vase life of roses. This study evaluates how foliar application of calcium nitrate (Ca(NO₃)₂) at different concentrations affects photosynthesis, antioxidant enzyme activity, and vase life in roses to achieve this objective. In a factorial experiment based on a randomized complete design, the 'Samurai' and 'Jumilia' rose cultivars were subjected weekly to three concentrations of Ca(NO₃)₂: 0 mg/L (control), 80 mg/L, and 160 mg/L. The results showed that a 160 mg/L Ca(NO₃)₂ improved photosynthesis by 23.3% in 'Jumilia' and 35.3% in 'Samurai' providing evidence of enhanced growth traits in both rose cultivars. Additionally, the application of 160 mg/L Ca(NO₃)₂ increased transpiration, which subsequently led to higher calcium concentrations in the leaves and petals of 'Samurai' (by 2.9- and 2.5-fold, respectively) and 'Jumilia' (by 1.9- and 1.6-fold, respectively). The use of 160 mg/L Ca(NO₃)₂ elevated the activities of peroxidase, superoxide dismutase, and catalase, leading to a 10.4% and 13.6% increase in the membrane stability index in 'Samurai' and 'Jumilia', respectively, which resulted in an increase in vase life by 4.33 and 4.03 days for 'Samurai' and 'Jumilia', respectively. Overall, applying 160 mg/L Ca(NO₃)₂ enhanced flower quality and boosted antioxidant enzyme activity, resulting in prolonged vase life for both rose cultivars.

منابع و مأخذ:

Abdolmaleki, M., Khosh-Khui, M., Eshghi, S. and Ramezanian, A. 2015. Improvement in vase life of cut rose cv. “Dolce Vita” by preharvest foliar application of calcium chloride and salicylic acid. International Journal of Horticultural Science and Technology, 2 (1): 55-66.
Aghdam, M., Asil, M. H., Ghasemnezhad, M. and Mirkalaei, S. M. 2019. Effects of pre-harvest applications of different source of calcium on the cell wall fractions and stem bending disorder of gerbera (Gerbera jamesonii L.) cultivar flowers. Advances in Horticultural Science, 33 (1): 57-66.
Ahmad, R., Hussain, S., Anjum, M. A., Khalid, M. F., Saqib, M., Zakir, I., Hassan, A., Fahad, S. and Ahmad, S. 2019. Oxidative stress and antioxidant defense mechanisms in plants under salt stress. In: Plant abiotic stress tolerance: Agronomic, molecular and biotechnological approaches, Springer. pp. 191-205.
Akbari, R., Hatamzadeh, A., Sariri, R. and Bakhshi, D. 2013. Relationship of flower color parameters and metal ions of petal tissue in fully opened flowers of gerbera. Journal of Plant Studies, 2 (1): 89-96.
Amor, F. D. and Marcelis, L. 2003. Regulation of nutrient uptake, water uptake and growth under calcium starvation and recovery. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 78 (3): 343-349.
Bahamonde, H. A., Gil, L. and Fernández, V. 2018. Surface properties and permeability to calcium chloride of Fagus sylvatica and Quercus petraea leaves of different canopy heights. Frontiers in Plant Science, 9: 494. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00494
Banijamali, S. M., Feizian, M., Bayat, H. and Mirzaei, S. 2018. Effects of nitrogen forms and calcium amounts on growth and elemental concentration in Rosa hybrida cv.‘Vendentta’. Journal of Plant Nutrition, 41 (9): 1205-1213.
Chen, C., Lu, S., Chen, Y., Wang, Z., Niu, Y. and Guo, Z. 2009. A gamma-ray–induced dwarf mutant from seeded bermudagrass and its physiological responses to drought stress. Journal of the American Society for Horticultural Science, 134 (1): 22-30.
Darras, A. 2021. Overview of the dynamic role of specialty cut flowers in the international cut flower market. Horticulturae, 7 (3): 51.
Dolatabadian, A., Sanavy, S. A. M. M., Gholamhoseini, M., Joghan, A. K., Majdi, M. and Kashkooli, A. B. 2013. The role of calcium in improving photosynthesis and related physiological and biochemical attributes of spring wheat subjected to simulated acid rain. Physiology and Molecular Biology of Plants, 19: 189-198.
Duan, H., Yu, Q., Ni, Y., Li, J., Yu, L. and Fan, L. 2024. Calcium combined with vacuum treatment improves postharvest storage quality of Agaricus bisporus by regulating polyamine metabolism. Postharvest Biology and Technology, 210: 112735.
Eichert, T. and Fernández, V. 2023. Uptake and release of elements by leaves and other aerial plant parts. In: Marschner's mineral nutrition of plants. Academic Press, pp. 105–129.
Fageria, N., Filho, M. B., Moreira, A. and Guimarães, C. 2009. Foliar fertilization of crop plants. Journal of Plant Nutrition, 32 (6): 1044-1064.
Ghoulam, C., Foursy, A. and Fares, K. 2002. Effects of salt stress on growth, inorganic ions and proline accumulation in relation to osmotic adjustment in five sugar beet cultivars. Environmental and Experimental Botany, 47 (1): 39-50.
Haghighi, M., Khosravi, S., Sehar, S. and Shamsi, I. H. 2023. Foliar-sprayed calcium-tryptophan mediated improvement in physio-biochemical attributes and nutritional profile of salt stressed Brassica oleracea var. Italica. Scientia Horticulturae, 307: 111529.
Huang, W., Shi, Y., Yan, H., Wang, H., Wu, D., Grierson, D. and Chen, K. 2023. The calcium-mediated homogalacturonan pectin complexation in cell walls contributes the firmness increase in loquat fruit during postharvest storage. Journal of Advanced Research, 49: 47-62.‏
Khalili, Z., Nekounam, F., Barzegar, T., Ghahremani, Z. and Farhangpour, M. 2023. The effect of foliar application of calcium chloride, ascorbic acid and harvest time on fruit quality of tomato (Solanum lycopersicum cv. SV8320TD). Journal of Horticultural Science, 32: 61–74.
Khosravi, S., Tehranifar, A., Selahvarzi, Y., Khoshgoftarmanesh, A. H. and Cheheltanan, L. 2024. The impact of foliar application of calcium nitrate fertilizer on the quantity, quality, and post-harvest life of two varieties of roses (Rosa hybrida L.) in a soilless cultivation system. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 30 (12): 2392-2402.
Kreimer, G., Melkonian, M., Holtum, J. A. and Latzko, E. 1988. Stromal free calcium concentration and light-mediated activation of chloroplast fructose-1, 6-bisphosphatase. Plant Physiology, 86 (2): 423-428.
Kumar, S. and Haripriya, K. 2010. Effect of foliar application of iron and zinc on growth flowering and yield of nerium (Nerium odorum L.). Plant Archives, 10 (2): 637-640.
Lobos, T. E., Retamales, J. B. and Hanson, E. J. 2021. Early preharvest calcium sprays improve postharvest fruit quality in ‘Liberty’ highbush blueberries. Scientia Horticulturae, 277: 109790.
Łysiak, G. P. 2022. Ornamental flowers grown in human surroundings as a source of anthocyanins with high anti-inflammatory properties. Foods, 11 (7): 948.
McLaughlin, S. and Wimmer, R. 1999. Tansley review no. 104 calcium physiology and terrestrial ecosystem processes. The New Phytologist, 142 (3): 373-417.
Mazumder, M. N. N., Misran, A., Ding, P., Wahab, P. E. M. and Mohamad, A. 2021. Effect of harvesting stages and calcium chloride application on postharvest quality of tomato fruits. Coatings, 11: 1445.
Sairam, R. K., Vasanthan, B. and Arora, A. 2011. Calcium regulates gladiolus flower senescence by influencing antioxidative enzymes activity. Acta Physiologiae Plantarum, 33: 1897-1904.
Seydmohammadi, Z., Roein, Z. and Rezvanipour, S. 2020. Accelerating the growth and flowering of Eustoma grandiflorum by foliar application of nano-ZnO and nano-CaCO3. Plant Physiology Reports, 25: 140-148.
Singh, A., Kumar, J. and Kumar, P. 2008. Effects of plant growth regulators and sucrose on post harvest physiology, membrane stability and vase life of cut spikes of gladiolus. Plant Growth Regulation, 55: 221-229.
Torre, S., Borochov, A. and Halevy, A. H. 1999. Calcium regulation of senescence in rose petals. Physiologia Plantarum, 107 (2): 214-219.
Verdonk, J. C., van Ieperen, W., Carvalho, D. R. A., van Geest, G. and Schouten, R. E. 2023. Effect of preharvest conditions on cut-flower quality. Frontiers in Plant Science, 14: 1281456.
Volpin, H. and Elad, Y. 1991. Influence of calcium nutrition on susceptibility of rose flowers to Botrytis blight. Phytopathology, 81 (11): 1390-1394.
Wagner, G. J. 1979. Content and vacuole/extravacuole distribution of neutral sugars, free amino acids, and anthocyanin in protoplasts. Plant Physiology, 64 (1): 88-93.
Wang, G., Wang, J., Han, X., Chen, R. and Xue, X. 2022. Effects of spraying calcium fertilizer on photosynthesis, mineral content, sugar–acid metabolism and fruit quality of Fuji apples. Agronomy, 12 (10): 2563. https://doi.org/10.3390/agronomy12102563
Wang, Q., Yang, S., Wan, S. and Li, X. 2019. The significance of calcium in photosynthesis. International Journal of Molecular Sciences, 20 (6): 1353.
Wu, D., Chen, C., Liu, Y., Yang, L. and Yong, J.W.H. 2023. Iso-osmotic calcium nitrate and sodium chloride stresses have differential effects on growth and photosynthetic capacity in tomato. Scientia Horticulturae, 312: 111883.
Youssef, S., Abd Elhady, S. A. E., Abu El-Azm, N. A. I. and El-Shinawy, M. Z. 2017. Foliar application of salicylic acid and calcium chloride enhances growth and productivity of lettuce (Lactuca sativa). Egyptian Journal of Horticulture, 44 (1): 1-16.
Zhang, J., Fang, H., Huo, J., Huang, D., Wang, B. and Liao, W. 2018. Involvement of calcium and calmodulin in nitric oxide-regulated senescence of cut lily flowers. Frontiers in Plant Science, 9: 1284. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01284