واکنش کلروفیل، محتوای نسبی آب و پروتئین برگ گلرنگ به تنش شوری و محلول ‏پاشی کلسیم، پتاسیم و منگنز

محورهای موضوعی : اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی

محمود عطارزاده ¹ ( دانشجوی دکتری زراعت دانشگاه یاسوج ، یاسوج، ایران )
اصغر رحیمی ² ( دانشیار گروه زراعت، دانشگاه ولی عصر رفسنجان، رفسنجان، ایران )
بنیامین ترابی ³ ( استادیار گروه زراعت دانشگاه ولی عصر رفسنجان، رفسنجان، ایران )

تاریخ دریافت : 1393/06/30 تاریخ پذیرش : 1394/11/27 تاریخ انتشار : 1395/01/01

کلید واژه: تنش شوری, گلرنگ, کلروفیل, محلول‏ پاشی,

چکیده مقاله :

به منظور بررسی تاثیر محلول پاشی کلسیم، پتاسیم و منگنز روی شاخص های کلروفیل و محتوای نسبی آب برگ گلرنگ رقم پدیده در شرایط تنش شوری، آزمایش گلدانی در گلخانه دانشگاه ولی عصر رفسنجان در سال 1390 اجرا شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل دو عاملی، در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد. عامل اول شوری در چهار سطح، شامل بدون شوری (شاهد) و شوری 500، 1000 و 1500 میلی گرم کلرید سدیم بر کیلوگرم خاک بود و عامل دوم محلول پاشی در چهار سطح: محلول پاشی با آب مقطر (شاهد) و محلول پاشی نیترات کلسیم و پتاسیم دی هیدروژن فسفات، هر یک با غلظت ده میلی مولار، و محلول پاشی سولفات منگنز به مقدار یک میلی مولار از دو هفته پس از سبز شدن و هر دو هفته یک بار اعمال شد. نتایج نشان داد که تیمار 1500 میلی گرم کلرید سدیم، به طور معنی‌داری عدد اسپد، نسبت Fv/Fm و محتوای آب نسبی را در برگ گلرنگ تحت تاثیر قرار داد و باعث کاهش معنی‌دار آنها شد، از طرف دیگر افزایش شوری منجر به افزایش کمبود آب اشباع برگ گردید. محلول پاشی نیترات کلسیم، پتاسیم دی هیدروژن فسفات و سولفات منگنز نیز باعث کاهش عدد اسپد گردیده است. محلول پاشی نیترات کلسیم سبب افزایش محتوای پروتئین برگ در شرایط شوری 500 میلی گرم کلرید سدیم و بدون شوری گردید. محلول پاشی سولفات منگنز سبب افزایش میزان کلروفیل b و b+ a و کلروفیل a در سطح شوری 500 میلی گرم کلرید سدیم گردید. بنابراین، با توجه به نقش مثبت کلسیم و منگنز در تولید و حفاظت از کلروفیل و پروتئین، محلول پاشی آن می تواند راه کار مناسبی در جهت کاهش خسارت گیاهان در شرایط تنش شوری باشد.

چکیده انگلیسی:

To study the effect of Ca, K, and Mn foliar spray on chlorophyll and relative water contents of safflower (cv. Padideh) leaves under salinity condition a factorial experiment based on randomized complete block design with three replications was conducted at Vali-e-Asr University Greenhouse in 2011. Factors were salinity with four levels: 0, 500, 1000, and 1500 mg NaCl kg -1, and foliar spraying of plants with four levels: distilled water, 10 mM CaNo3, 10 mM K2HPO4 and 1 mM MnSo4. Spraying were applied two weeks after emergence and continued every 2 weeks. Results showed that 1500 mg NaCl reduced SPAD value, leaf chlorophyll fluorescence and relative water content. However, increasing salinity induced higher leaf water saturation. Foliar spraying of plants with MnSO4, K2HPO4 and CaNo3 nutrients, also reduced SPAD value. Foliar application of plants with Ca(NO3)2 increased leaf protein in 500 mg NaCl and without salinity. Application of MnSo4 increased chlorophyll b, a+b and also chlorophyll a (in 500 mg NaCl). Thus, in respect to the positive role of calcium and manganese in the production and preservation of chlorophyll and protein, foliar spray application can be a suitable strategy to reduce crop losses under salinity conditions.

منابع و مأخذ:

Arnon, D.E. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts polyphenol oxidase (Beta vulgaris). Plant Physiology. 24: 1-15.
Ashraf, M.Y. 2009. Biotechnological approach of improving plant salt tolerance using antioxidants as markers. Biotechnology Advances. 27: 84-93.
Baker, N.R. 2008. Chlorophyll fluorescence: a probe of photosynthesis in vivo. Annual Review of Plant Biology. 59:89-113.
Francisco, G., L. Jhon, S. Jifon, C. Micaela, and P. S. James. 2002. Gas exchanges chlorophyll and nutrient contents in relation to Na⁺ and Cl^- accumulation in ‘sunburst’ Mandarin grafted on different root stocks. Plant Science. 35: 314-320.
Gorgi, M., M. Zahedi, and A. H. Khoshgoftarmanesh. 2010. The effects of potassium and calcium on the response of safflower to salinity in hydroponic nutrient solution. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. Water and Soil Science. 14(53): 1-7. (In Persian).
Grewal, H. S., S. Norrish, and P. Cornish. 2004. Subsoil salts affect root function; shoot growth and ionic balance of wheat plants. Australian Agronomy Conference 2004 12^th AAC, 4th ICSC.
Hajlaoui, H., N. El Ayeb, J.P. Garrec, and M. Denden. 2010. Differential effects of salt stress on osmotic adjustment and solutes allocation on the basis of root and leaf tissue senescence of two silage maize (Zea mays L.) varieties. Industrial Crops and Products. 31: 122-130.
Jamil, M., S.H. Rehman, K.J. Lee, J. Man Kim, H.S.E. Kimand, and S.H. Rha. 2007. Salinity reduced growth PS₂ photochemistry and chlorophyll content in radish. Science Agricultural. 64(2): 111-118.
Javadipour, Z., M. Movahhedi Dehnavi, and H.R. Balouchi. 2012. Changes in the rate of proline, soluble sugars, glycinebetaine and protein content in leaves of six spring safflower (Carthamus tinctirius L.) under salinity stress. Plant Process and Function. 1(2): 13-24. (In Persian).
Javadipour, Z., M. Movahhedi Dehnavi, and H.R. Balouchi. 2013. Evaluation of photosynthesis parameters, chlorophyll content and fluorescence of safflower cultivars under saline condition. Electronic Journal of Crop Production. 6(2): 35-56. (In Persian).
Kaya, M. D., G. Okcu, M. Atak, Y. Cikili, and O. Kolsarici. 2006. Seed treatments to overcome salt and drought stress during germination in sunflower (Helianthus annuus L.). European Journal of Agronomy. 24: 291-295.
Khan, M.H., and S.K. Panda. 2008. Alterations in root lipid peroxidation and antioxidative responses in two rice cultivars under NaCl- salinity stress. Acta Physiological Plantarum. 30: 89-91.
Kumar, V., V. Shiram, N. Jawali, and M. G. Shitole. 2007. Differential response of indicia rice genotypes to NaCl stress in relation to physiological and biochemical parameters. Archives of Agronomy and Soil Science. 53(2): 581-592.
Maxwell, K., and G.N. Johanson. 2000. Chlorophyll fluorescence a practical guide. Journal of Experimental Botany. 51: 659-668.
Mudrik, V., A. Kosobrukhov, I. Knyazeva, and T. Pigulevskaya. 2002. Changes in the photosynthetic characteristics of Plantago major plants caused by soil drought stress. Plant Growth Regulation. 00: 1–6.
Munns, R., and M. Tester. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology. 59: 651- 681.
Nedjimi, B., and Y. Daoud. 2009. Ameliorative effect of CaCl₂ on growth, membrane permeability and nutrient uptake in Atriplex halimus subsp. schweinfurthii grown at high (NaCl) salinity. Desalination. 249: 163–166.
Omidi, A.H., M.R. Shahsavari, A. Alhani, and B. P. Eslam. 2008. Padideh, a new safflower cultivar. Seed and Plant. 24(1): 215-219. (In Persian).
Rodrigo-Moreno, A., N. Andres-Colas, C. Poschenrieder, B. Gunse, L. Penarrubia, and S. Shabala. 2013. Calcium- and potassium-permeable plasma membrane transporters are activated by copper in Arabidopsis root tips: linking copper transport with cytosolic hydroxyl radical production. Plant, Cell and Environment. 36(4): 844-855.
Sadeghi Lotfabadi S., M. Kafi, and H.R. Khazaei. 2010. Effects of calcium, potassium and method of application on sorghum (Sorghum bicolor L.) morphological and physiological traits in the presence of salinity. Journal of Soil and Water Conservation. 24(2): 385-393.
Shabala, S., O. Bamurina, and L. Newman. 2000. Ion-specific mechanisms of osmoregulation in been mesophyll cells. Journal of Biology Sciences. 331: 215-225.
Sharaf, M. 2008. Tolerance of five genotypes of lentil to NaCl-salinity stress. New York Science Journal. 1(3): 70-80.
Singh, L., and B. Pal. 1995. Effect of water salinity on yield and yield attributing characters of blond Psyllium. Indian Journal of Agricultural Sciences. 65: 503-505.
Song, J., and Q. Fujiyama. 1996. Amelioration effect of potassium on rice and tomato subject to sodium salinization. Journal of Plant Nutrient and Soil Science. 42: 493- 501.
Sultana, N., T. Ikeda, and M. A. Kashem. 2001. Effect of foliar spray of nutrient solutions on photosynthesis, dry matter accumulation and yield in seawater-stressed rice. Environmental and Experimental Botany. 46: 129–140.
Tavallali, V., M. Rahemi, and B. Panahi. 2008. Calcium induces salinity tolerance in pistachio rootstocks. Fruits. 63: 201-208.
Uddling, J., J. Gelang-Alfredsson, K. Piikki, and H. Pleijel. 2007. Evaluating the relationship between leaf chlorophyll concentration and SPAD-502 chlorophyll meter readings. Photosynthesis Research. 91: 37–46.
Wang, D., M. C. Shannon, and C. M. Grieve. 2001. Salinity reduces radiation absorption and use efficiency in soybean. Field Crops Research. 69: 267-277.
Wang, X.S., and J.G. Han. 2009. Changes of proline content, activity, and active isoforms of antioxidative enzymes in two alfalfa cultivars under salt stress. Agricultural Sciences in China. 8(4): 431-440.
Warrence, N., K.E. Pearson, and J.W. Bavder. 2002. The basic of salinity and sodicity effect on soil physical properties. Journal of Plant Physiology. 25: 64-70.
Weatherely, P.E. 1950. Studies in water relation on cotton plants, the field measurement of water deficit in leaves. New Phytologist. 49: 81- 87.
Zayed, B.A., A.K.M. Salem, and H.M. El-Sharkawy. 2011. Effect of different micronutrient treatments on rice (Oryza sativa L.) growth and yield under saline soil conditions. World Journal of Agricultural Sciences. 7(2): 179-184.
Zheng, Y., J. Aijun, N. Tangyuan, J. Xud, L. Zengjia, and J. Gaoming. 2008. Potassium nitrate application alleviates sodium chloride stress in winter wheat cultivars differing in salt tolerance. Journal of Plant Physiology. 165: 1455-1465.