بررسی اثر سطوح مختلف تنش شوری و رقم بر ویژگی‌های بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی و غلظت عناصر غذایی گیاه قرنفل (Dianthus barbatus)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم باغبانی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه لرستان

2 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشگاه لرستان

3 دانشیار گروه علوم باغبانی دانشگاه لرستان

4 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان

چکیده

چکیده:

سابقه و هدف: شوری یکی از اصلی‌ترین تنش‌های محیطی است که استقرار گیاهچه و عملکرد گیاهان فضای سبز را تحت تاثیر قرار می‌دهد. تنش شوری غالباً رشد و بهره وری گیاه را محدود می‌کند، و این تنش تحت تأثیر طیف متنوعی از فرایندها قرار دارد. گیاه قرنفل، با نام علمی Dianthus barbatus متعلق به خانواده میخک‌سانانCaryophyllaceae از مهم‌ترین گیاهان زینتی در فضای باز محسوب می‌شود که در فصل بهار زیبایی خاصی به محیط می‌دهد. این گیاه در دامنه وسیعی از شرایط آب و هوایی رشد می‌کند. با توجه با اینکه تحقیقات گسترده‌ای در زمینه حد آستانه تنش شوری و مقاومت ارقام در این گیاه بررسی نشده است، بنابراین این تحقیق با هدف بررسی اثر سطوح مختلف تنش شوری و نوع رقم بر برخی صفات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و غلظت عناصر غذایی ﮔﻴﺎه قرنفل در شرایط گلخانه‌ای انجام شد.

مواد و روش‌ها: این آزمایش در آبان سال 1399 در گلخانه تحقیقاتی شهرداری خمین واقع در استان مرکزی، به‌صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملا تصادفی، با سه تکرار انجام شد. فاکتور اول، ارقام در دو سطح (شامل ارقام دیانا و باربارین)، فاکتور دوم شوری ناشی از کلرید سدیم در 10 سطح (شامل 0، 10، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80 و 90 میلی مولار) بودند. بذرها از شرکت هلندی تهیه و در گلدان حاوی خاک، کود دامی و ماسه کشت شدند. صفات اندازه‌گیری شده در این آزمایش شامل غلظت عناصر نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، سدیم، رنگیزه‌های فتوسنتزی، کاروتنوئید، پرولین، نشت یونی، مالون دی آلدئید، محتوای نسبی آب برگ و فعالیت آنزیم‌های برگ (کاتالاز و پراکسیداز) بودند.

یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد، اثرات اصلی و اثرات متقابل تنش شوری و رقم بر صفات آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی کاتالاز، پراکسیداز، غلظت عنصر پتاسیم و نشت یونی معنی‌دار شد. با افزایش غلظت کلریدسدیم، میزان کلروفیل و کاروتنوئید، غلظت عناصر کلسیم، منیزیم، نیتروژن، فسفر و محتوای برگ، کاهش، و میزان مالون دی آلدئید، نشت الکترولیت، فعالیت آنزیم‌ها، پرولین و غلظت عناصر سدیم و پتاسیم افزایش یافت. از بین دو رقم مورد بررسی رقم باربارین نسبت به رقم دیانا نسبت به تنش شوری، متحمل‌تر بود. بیش‌ترین غلظت پتاسیم (157/5 درصد) در رقم باربارین و در شرایط بدون تنش و کم‌ترین میزان (79/14 درصد) در رقم دیانا در شرایط تنش شدید (90 میلی‌مولار) مشاهده شد. بیشترین غلظت سدیم (36/1 درصد) در شرایط تنش شدید (90 میلی-مولار) و کمترین غلظت (2196/0 درصد) در شرایط بدون تنش گزارش شد. غلظت سدیم در رقم باربارین (5082/0 درصد) نسبت به رقم دیانا (5447/0 درصد) کمتر بود که نشاهنده مقاومت بیشتر این رقم در جذب عنصر سدیم بود.

نتیجه‌گیری: با توجه نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر، با افزایش غلظت کلرید سدیم شاخص‌های فیزیولوژیکی مانند، میزان کلروفیل و کاروتنوئید و محتوای نسبی آب برگ، کاهش و شاخص‌های بیوشیمیایی مانند میزان مالون‌دی‌آلدئید، فعالیت آنزیم‌ها، غلظت عنصر سدیم و پتاسیم، نشت الکترولیت و پرولین افزایش یافت. نتایج این مطالعه مشخص نمود که ارقام مورد بررسی در این پژوهش نسبت به مقادیر کم شوری (40-10 میلی مولار) مقاوم و در شرایط شوری متوسط و شدید (90-50 میلی‌مولار) تا حدودی حساس بودند. از بین ارقام مورد بررسی، رقم باربارین نسبت به رقم دیانا متحمل‌تر به شرایط شوری خاک متوسط و شدید بود. همچنین مطابق با نتایج به‌دست آمد حد بهینه در شرایط تنش شوری برای گیاه قرنفل در حدود شوری 60-50 میلی‌مولار گزارش شد.

واژگان کلیدی: جذب عناصر، تنش شوری، کلروفیل، گیاه قرنفل، محتوای نسبی آب

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of different levels of salinity stress and cultivar on biochemical and physiological characteristics and nutrient concentration of William Sweet (Dianthus barbatus)

نویسندگان [English]

  • Vahid Ghasemi 1
  • َAbdollah Ehtesham Nia 2
  • Abdolhossein Rezaeinejad 3
  • Hasan Mumivand 4
1 Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran
2 Horticultural Sciences Department, Lorestan University
3 Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Lorestan University, Khorramabad, Iran
4 Assistant professor in the Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture. Lorestan University, Khorramabad, Iran
چکیده [English]

The effect of different levels of salinity stress and cultivar on biochemical and physiological characteristics and nutrient concentration of William Sweet (Dianthus barbatus)



Background and Objectives: Salinity is one of the main environmental stresses that affects seedling establishment and plant yield. Salinity stress often limits plant growth and productivity, and this stress is affected by a variety of processes. Dianthus barbatus belongs to the Caryophyllaceae family and is one of the most important ornamental plants in the open air, which gives a special beauty to the environment in spring. This plant grows in a wide range of climatic conditions. Due to the fact that extensive research on salinity stress threshold and cultivar resistance in this plant has not been studied, so this study aims to investigate the effect of different levels of salinity stress and cultivar type on some physiological, biochemical and nutrient concentration of Dianthus was done in greenhouse conditions.

Materials and methods: This experiment was performed in November 2019 in the research greenhouse of Khomeyn Municipality located in Markazi province, as a factorial, in a completely randomized design, with three replications. The first factor was cultivars at two levels (including Diana and Barbarin cultivars), the second factor was salinity due to sodium chloride at 10 levels (including 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 and 90 mM). The seeds were prepared from a Dutch company and planted in pots containing soil, manure and sand. The traits measured in this experiment included the concentration of NPK, calcium, magnesium, sodium, photosynthetic pigments, carotenoid content, proline, Electrolyte Leakage, Lipid peroxidation, relative leaf water content (RWC) and leaf enzyme activity (catalase and peroxidase)

Results: The results of ANOVA showed that the main effects and interactions of salinity stress and cultivar were significant for catalase, peroxidase, potassium uptake and Electrolyte Leakage. As the concentration of sodium chloride increased, the amount of chlorophyll and carotenoids, the concentration of calcium, magnesium, nitrogen, phosphorus and RWC decreased, and the amount of malondialdehyde, electrolyte Leakage, enzyme activity, proline and absorption of sodium and potassium increased. Among the two cultivars studied, Barbarin cultivar was more tolerant to salinity stress than Diana cultivar. The highest uptake of potassium (5.157%) in Barbarin cultivar under non-stress conditions, the lowest (14.79%) in Diana cultivar under severe stress conditions (90 mM). The highest sodium uptake (1.36%) was reported in severe stress conditions (90 mM) and the lowest uptake (0.2196%) in non-stress conditions. Sodium uptake in Barbarin cultivar (0.5082%) was lower than Diana cultivar (0.5474%) which indicated that this cultivar was more resistant to sodium uptake.

Conclusion: According to the results of the present study, with increasing sodium chloride concentration, physiological parameters such as chlorophyll and carotenoid content and relative leaf water content decrease and biochemical parameters such as malondialdehyde content, enzyme activity, sodium and potassium uptake, electrolyte leakage and Proline increased. The results of this study showed that the cultivars studied in this study were resistant to low salinity (10-40 mM) and somewhat sensitive to moderate and severe salinity (50-90 mM). Among the studied cultivars, Barbarin cultivar was more tolerant to moderate and severe soil salinity than Diana cultivar. Also, according to the results, the optimal limit under salinity stress for carnation was about 50-60 mM salinity

Keywords: Nutrient uptake, salinity stress, chlorophyll, carnation, RWC

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Nutrient uptake
  • salinity stress
  • chlorophyll
  • carnation
  • RWC