تأثیر محلول پاشی ملاتونین بر شاخص‌های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی فلفل دلمه‌ای (Capsicum annuum L.)، تحت تنش کادمیم

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشگاه محقق اردبیلی

3 گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی،دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

4 گروه علوم گیاهی و گیاهان دارویی، دانشکده کشاورزی مشگین شهر، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

سابقه و هدف: آلودگی با عناصر سنگین یکی از مخاطرات زیست محیطی است که سبب ایجاد چالش جدی در زندگی انسان شده است. در حال حاضر سمیت ناشی از کادمیم از مشکلات عمده زیست محیطی به‌شمار می‌رود، زیرا این عنصر به راحتی توسط ریشه گیاهان جذب شده و سبب کمبود برخی عناصر در گیاهان می‌شود، که این امر سبب برهم خوردن تعادل عناصر غذایی و کاهش باروری در گیاهان می‌گردد. کشت فلفل دلمه‌ای در بستر‌های آلوده به فلزات سنگین و استفاده از آب‌های آلوده برای آبیاری آن، موجب جذب این عناصر و رسوب آن در بافت‌های گیاهی، بخصوص در قسمت میوه شده و موجب به خطر افتادن سلامت زنجیره غذایی می‌گردد. محلول‌پاشی با هورمون یکی از راهکارهایی است که می‌توان در کاهش اثرات تنش سمیت فلزات سنگین در خاک نقش داشته باشد. ملاتونین ریشه‌زایی را از طریق القای اکسین و تولید اندام هوایی را از طریق افزایش سیتوکینین تنظیم می کند، به همین دلیل از ملاتونین به‌عنوان یک تنظیم‌کننده رشد گیاهی نام می برند.

مواد و روش‌ها: به منظور ارزیابی تأثیر کاربرد ملاتونین بر خصوصیات رشدی و فیزیولوژیکی گیاه فلفل دلمه‌ای رقم Clavesol RZ تحت تنش کادمیم، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در طی سال 1402 در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی شامل کاربرد کلرید کادمیم (CdCl2) به ‌همراه محلول غذایی در سه سطح (صفر، 75 و 150 میکرومول) و و فاکتور دوم اعمال تیمار ملاتونین به صورت محلول پاشی (تغذیه برگی) با غلظت های صفر (شاهد)، 75 و 150 میکرومولار به کمک یک سمپاش 2 لیتری دستی انجام گرفت. به منظور جلوگیری از تبخیر و جذب بهتر ملاتونین از سطوح اندام گیاهی، محلول پاشی در اوایل صبح صورت گرفت. محلول پاشی در سه مرحله و به فاصله هر 14 روز یکبار انجام گرفت. اولین محلول پاشی در مرحله 3 تا 4 برگی پس از استقرار گیاهچه‌ها در گلدان صورت گرفت. تجزیه آماری داده‌ها با نرم افزار SAS 9.1 انجام شد. مقایسه میانگین‌ها با آزمون چند دامنه‌ای دانکن درسطح احتمال 1 و 5 درصد انجام گردید.

یافته‌ها: نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که افزایش غلظت کادمیم موجب کاهش در پارامترهای ارتفاع بوته، سطح برگ، وزن خشک اندام هوایی و ریشه، هدایت روزنه‌ای و میزان کلروفیل شد. در مقابل با افزایش غلظت کادمیم پارامتر‌های نشت الکترولیتی(40/57 درصد)، مالون‌دی‌آلدئید (2/32 درصد) و پرولین (5/65 درصد) افزایش یافتند. همچنین محلول‌پاشی توسط ملاتونین به صورت چشمگیری موجب تعدیل اثرات تنش در گیاهان تحت تنش و افزایش پارامترهای رشدی، سطح برگ (1/9 درصد)، وزن خشک بوته (8/99 درصد)، وزن خشک ریشه (9/52 درصد)در گیاهان بدون تنش گردید

نتیجه‌گیری: نتایج کلی حاصل از پژوهش حاضر، حاکی از این است که سمیت ناشی از کادمیم باعث بروز اختلال در خصوصیات رشدی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در گیاه فلفل دلمه‌ای می‌شود، که محلول‌پاشی توسط ملاتونین می‌تواند موجب بهبود خصوصیات رشدی و عملکرد گیاه فلفل دلمه‌ای در برابر شرایط نامساعد محیطی و تنش‌های غیرزیستی‌شود.

واژه‌های کلیدی: تنظیم کننده‌های رشد، شاخص‌های رشدی، فلزات سنگین، محلول‌پاشی.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of melatonin foliar application on morphological and physiological parameters of bell pepper (Capsicum annuum L.) under cadmium stress.

نویسندگان [English]

  • samar heshmati 1
  • behrooz esmaielpour 2
  • rasoul azarmi 3
  • saeid azizzadeh namin 1
  • Hassan Maleki Lajayer 4
1 Department of Horticultural Science and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Mohaghegh Ardabili University, Ardabil, Iran
2 Mohaghegh ardabili university
3 Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Mohaghegh Ardabili University, Ardabil
4 Department of Plant Sciences and Medicinal Plants, Meshgin Shahr Agricultural Faculty, Mohaghegh Ardabili University
چکیده [English]

Abstract

Background and Objectives: Pollution with heavy elements is one of the environmental hazards that has caused a serious challenge in human life. At present, the toxicity caused by cadmium is one of the major environmental problems, because this element is easily absorbed by plants and causes some plants in plants, which causes food consumption. to bring Fertility decreases in plants. Cultivation of sweet pepper in heavy metal-contaminated beds and using contaminated water for its irrigation causes the absorption of these elements and its deposition in plant tissues, especially in the fruit part, and endangers the health of the food chain. Foliar spraying with hormones is one of the solutions that can play a role in reducing the effects of heavy metal toxicity stress in the soil. Melatonin regulates rooting through auxin induction and shoot production through cytokinin enhancement, for this reason melatonin is known as a plant growth regulator.

Materials and Methods: To evaluate the effect of melatonin application on the growth and physiological characteristics of the Clavesol RZ bell pepper cultivar under cadmium stress, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with four replications during the year 2023 in the research greenhouse of Mohaghegh Ardabili University. The experimental factors included the application of cadmium chloride (CdCl2) along with a nutrient solution at three levels (0, 75, and 150 micromoles), and the second factor involved the application of melatonin treatment through foliar spraying at concentrations of 0 (control), 75, and 150 micromolar using a 2-liter hand sprayer. To prevent evaporation and enhance the absorption of melatonin from the plant tissue surfaces, the foliar spraying was conducted early in the morning. The spraying was performed in three stages, with an interval of every 14 days. The first spraying occurred at the 3 to 4 leaf stage after the seedlings were established in the pots. Statistical analysis of the data was performed using SAS 9.1 software. Mean comparisons were conducted using Duncan’s multiple range test at the 1% and 5% probability levels.

Results: The results of the study indicated that increasing cadmium concentration led to a reduction in plant height, leaf area, dry weight of aerial parts and roots, stomatal conductance, and chlorophyll content. In contrast, with the increase in cadmium concentration, the parameters of electrolyte leakage (40.57%), malondialdehyde (32.2%), and proline (65.5%) increased. Additionally, the foliar spraying with melatonin significantly mitigated the effects of stress in stressed plants and increased growth parameters, including leaf area (9.1%), dry weight of the shoot (99.8%), and dry weight of the root (52.9%) in non-stressed plants.

Conclusion: The overall results of the present study indicate that cadmium toxicity leads to disturbances in the growth, physiological, and biochemical characteristics of bell pepper plants. Foliar spraying with melatonin can improve the growth characteristics and performance of bell pepper plants under adverse environmental conditions and abiotic stresses.

Keywords: Growth regulators, growth indices, heavy metals, foliar spraying.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Growth regulators
  • growth indices
  • heavy metals
  • foliar spraying