تاثیر ملاتونین و اسید فولویک برمیزان جذب عناصر غذایی و عملکرد توت‌فرنگی تحت تنش آبی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

2 نویسنده مسئول، دانشیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

3 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

4 شرکت قیزیل تپراق سهند، تبریز، ایران.

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: توت‌فرنگی به دلیل طعم منحصر به فرد و وجود انواع ترکیبات بیولوژیکی، میوه‌ای ریز با اهمیت جهانی می‌باشد. اما این محصول حساسیت بالایی نسبت به تنش خشکی دارد. تنش خشکی باعث ایجاد خسارات اقتصادی به دلیل پایین‌آوردن کیفیت محصول تولیدی می‌شود. وقوع دوره‌های خشک‌سالی شدید و طولانی‌ عملکرد محصول و کیفیت میوه را کاهش می‌دهد. کمبود منابع آب عامل اصلی از کاهش محصولات در سراسر جهان است و به زودی شدیدتر می‌شود. زیرا به‌تغییرات آب و هوایی به تدریج مناطق بیشتری از جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بنابراین با توجه به اهمیت اقتصادی و افزایش تقاضا برای میوه‌های ریز به‌ویژه توت‌فرنگی، در این تحقیق اثر ملاتونین و اسید فولویک بر میزان عناصر غذایی موجود در برگ و تاثیر آن بر خصوصیات رشدی توت‌فرنگی در شرایط تنش آبی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: این آزمایش در شهرستان بستان آباد در آذربایجان شرقی انجام شد. برای اجرای آزمایش نشاهای توت‌فرنگی رقم کاماروسا در مهرماه از یک گلخانه تجاری پرورش توت‌فرنگی در شهر ارومیه تهیه و در سینی‌های کشت به گلخانه انتقال یافت. بررسی‌های آزمایشگاهی در آزمایشگاه‌های گروه علوم باغبانی و علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی انجام گرفت. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 عامل در 4 تکرار انجام شد. عوامل شامل تنش آبی در سه سطح 100 (آبیاری کامل (شاهد)، 25 و 50 درصد، زهکشی آب قابل نگهداری)، ملاتونین در سه سطح (شاهد) ، 75 و 150 میکرومولار) و اسید فولویک در سه سطح (شاهد)، 200 و 400 میلی‌گرم در لیتر) بودند. ویژگی‌های وزن تر و خشک شاخه و ریشه، عملکرد و عناصر پرمصرف و کم‌مصرف مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه واریانس داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS نسخه 9.1 و مقایسه میانگین داده‌ها با استفاده از آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح پنج درصد انجام شد.
یافته‌ها: جدول تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد اثر متقابل خشکی*ملاتونین*اسید فولویک تاثیر معنی‌داری بر میزان وزن تر و خشک ریشه، عملکرد، پتاسیم، کلسیم و آهن داشت. همچنین میزان وزن تر و خشک شاخه، نیتروژن، فسفر، گوگرد، روی، بر و مس به‌طور معنی‌داری تحت تاثیر اثر متقابل خشکی*ملاتونین و خشکی*اسید فولویک قرار گرفتند. علاوه‌براین میزان روی، مس، گوگرد و نیتروژن به‌طور معنی‌داری تحت تاثیر اثر متقابل ملاتونین*اسید فولویک قرار گرفتند. میزان منزیم و منگنز نیز به‌طور معنی‌داری تحت تاثیر اثر اصلی خشکی، ملاتونین و اسید فولویک قرار گرفتند.
نتیجه‌گیری: در مجموع نتایج مطالعه حاضر نشان داد استفاده از اسید فولویک و ملاتونین می‌تواند رویکردی موثر برای بهبود رشد و عملکرد گیاه توت‌فرنگی در شرایط تنش خشکی باشد. اسید فولویک و ملاتونین باعث افزایش جذب عناصر غذایی پرمصرف و کم‌مصرف در توت‌فرنگی شد که سبب رشد این گیاهان گردید. همچنین محلول‌پاشی اسید فولویک و ملاتونین نقش محافظتی بر روی بوته‌های توت‌فرنگی رشد کرده در شرایط تنش خشکی داشت و غلظت بهینه آن در افزایش تحمل به خشکی نقش مهمی داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of melatonin and fulvic acid on the absorption of nutrients and yield of strawberries under water stress.

نویسندگان [English]

  • Mohammad Safa Eynaladin 1
  • Aliakbar Shokouhian 2
  • Ali Rasoulzadeh 3
  • Arash Hemati 4
1 Ph.D. Student of Horticulture, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 Corresponding Author, Associate Prof., Dept. of Horticulture, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
3 Professor, Dept. of Water Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
4 Qizil Toprag Sahand Company, Tabriz, Iran
چکیده [English]

ABSTRACT
Background and Objectives: Strawberry is a small fruit with global significance because of its unique taste and the presence of a variety of biological compounds. But this crop is highly susceptible to drought stress. Drought causing economic losses due to the lower product quality. The occurrence of intense and longer periods of drought reduce crop yield and fruit quality. The scarcity of water resources is the main cause of crop loss worldwide, which will soon become even more severe as climate changes affects more and more regions of the world. Therefore, considering the economic importance and increasing demand for small fruits, especially strawberry, in this study, the effect of melatonin and fulvic acid on the amount of nutrients in the leaves and its effect on the growth characteristics of strawberry under water stress was investigated.
Materials and Methods: This experiment was performed in Bostanabad city in East Azerbaijan. To run the experiment Strawberry seedlings (Kamarosa cultivar) were obtained from a commercial strawberry growing greenhouse in Urmia in October and transferred to the greenhouse in cultivation trays. Laboratory investigations were performed in the laboratories of the Department of Horticulture and Soil Science, Faculty of Agriculture, Mohaghegh Ardabili University. This experiment was performed as a factorial experiment in a completely randomized design with 3 factors in 4 replications. Factors include water stress at three levels of 100 (full irrigation (control), 25 and 50%, maintainable water drain), melatonin at three levels (control, 75 and 150 μM) and fulvic acid at three levels (control, 200 and 400 mg/l). The following traits were examined: shoot and root fresh and dry weight, yield, and macro and microelements. SAS software version 9.1 was used for data analysis, and Duncan's multiple range test with a 5% level of probability was used to compare the means of treatments.
Results: Analysis of variance of data showed that root fresh and dry weight, yield, Potassium, Calcium and Iron were significant under the influence of the interaction effect of drought stress*melatonin*fulvic acid. As well as shoot fresh and dry weight, nitrogen, phosphorus, sulfur, zinc, boron and copper were significant under the influence of the the interaction effect of drought stress*melatonin and drought stress*fulvic acid. In addition, zinc, copper, sulfur and nitrogen were significant under the influence of the the interaction effect of melatonin*fulvic acid. Magnesium and Manganese were significant under the influence of the simple effect of drought stress, melatonin and fulvic acid.
Conclusion: Overall, the results of the present study show that the use of fulvic acid and melatonin may be an effective approach to improve the growth and yield of strawberry plants under drought stress. fulvic acid and melatonin helped to increase macro and microelements absorption of strawberry plants, which icreased growth. Also, foliar application of fulvic acid and melatonin had a protective role on strawberry plants grown under drought stress and its optimal concentration played an important role in increasing drought tolerance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Abiotic stress
  • Growth
  • Macro element
  • Micro element
  • Spraying

مراجع

1.De Souza, V. R., Pereira, P. A. P., da Silva, T. L. T., de Oliveira Lima, L. C., Pio, R., & Queiroz, F. (2014). Determination of the bioactive compounds, antioxidant activity and chemical composition of Brazilian blackberry, red raspberry, strawberry, blueberry and sweet cherry fruits. Food Chemistry, 156, 362-368.
2.Larrosa, M., García-Conesa, M. T., Espín, J. C., & Tomás-Barberán, F. A. (2010). Ellagitannins, ellagic acid and vascular health. Molecular Aspects of Medicine, 31 (6), 513-539.
3.Klamkowski, K., & Treder, W. (2006). Morphological and physiological responses of strawberry plants to water stress. Agriculturae Conspectus Scientificus, 71 (4), 159-165.
4.Krueger, E., Schmidt, G., & Brückner, U. (1999). Scheduling strawberry irrigation based upon tensiometer measurement and a climatic water balance model. Scientia Horticulturae, 81 (4), 409-424.
5.Farooq, M., Hussain, M., Wahid, A., & Siddique, K. H. M. (2012). Drought stress in plants: an overview. Plant Responses to Drought Stress: From Morphological to Molecular Features, 1-33.
6.Marino, M., Li, Y., Rueschman, M. N., Winkelman, J. W., Ellenbogen, J. M., Solet, J. M., Dulin, H., Berkman, L.F., & Buxton, O. M. (2013). Measuring sleep: accuracy, sensitivity, and specificity of wrist actigraphy compared to polysomnography. Sleep, 36 (11), 1747-1755.
7.Zhang, N., Sun, Q., Zhang, H., Cao, Y., Weeda, S., Ren, S., & Guo, Y. D. (2015). Roles of melatonin in abiotic stress resistance in plants. Journal of Experimental Botany, 66 (3), 647-656.
8.Arnao, M. B., & Hernández‐Ruiz, J. (2015). Functions of melatonin in plants: a review. Journal of pineal research,
59 (2), 133-150.
9.Zhang, Y., Zhang, X., Wen, J., Wang, Y., Zhang, N., Jia, Y., & Zeng, X. (2021). Exogenous fulvic acid enhances stability of mineral-associated soil organic matter better than manure. Environmental Science and Pollution Research, 1-12.
10.Mahmoud, M. M., Hassanein, A. H. A., Mansour, S. F., & Khalefa, A. M. (2011). Effect of soil and foliar application of humic acid on growth and productivity of soybean plants grown on a calcareous soil under different levels of mineral fertilizers. Journal of Soil Sciences and Agricultural Engineering, 2 (8), 881-890.
11.Zahedi, S. M., Hosseini, M. S., Fahadi Hoveizeh, N., Kadkhodaei, S., & Vaculík, M. (2023). Physiological and biochemical responses of commercial strawberry cultivars under optimal and drought stress conditions. Plants, 12 (3), 496.
12.Cavvaza, L., Patruno, A., & Cirillo, E. )2007). Field capacity in soils with a yearly oscillating water table. Biosystems Eng, 98, 364-370.
13.Bremner, J. M. (1960). Determination of nitrogen in soil by the Kjeldahl method. The Journal of Agricultural Science, 55 (1), 11-33.
14.Waling, I., Vark, W. V., Houba, G., & Van derlee, J. J. (1989). Soil and Plant Analysis, a series of syllabi. Part 7. Plant Anal Proceed. Wageningen Agriculture University. Netherland.
15.Wani, R. A., Sheema, S., Dar, N. A., Angchuk, S., & Parray, G. A. (2013). Irrigation regimes effecting drought tolerance of grape rootstocks under cold arid conditions. International Journal of Scientific & Technology Research, 2, 113-117.
16.Farooq, M., Wahid, A., Kobayashi, N. S. M. A., Fujita, D. B. S. M. A., & Basra, S. M. A. (2009). Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Sustainable agriculture, 153-188.
17.Shao, H. B., Chu, L. Y., Jaleel, C. A., & Zhao, C. X. (2008). Water-deficit stress-induced anatomical changes in higher plants. Comptes Rendus Biologies, 331 (3), 215-225.
18.Anjum, S. A., Xie, X., Wang, L. C., Saleem, M. F., Man, C., & Lei, W. (2011). Morphological, physiological and biochemical responses of plants to drought stress. African journal of agricultural research, 6 (9), 2026-2032.
19.Kabiri, R., Hatami, A., Oloumi, H., Naghizadeh, M., Nasibi, F., & Tahmasebi, Z. (2018). Foliar application of melatonin induces tolerance to drought stress in Moldavian balm plants (Dracocephalum moldavica) through regulating the antioxidant system. Folia Horticulturae, 30 (1), 155.
20.Sarropoulou, V., Dimassi-Theriou, K., Therios, I., & Koukourikou-Petridou, M. (2012). Melatonin enhances root regeneration, photosynthetic pigments, biomass, total carbohydrates and proline content in the cherry rootstock PHL-C (Prunus avium× Prunus cerasus). Plant Physiology and Biochemistry, 61, 162-168.
21.Saidimoradi, D., Ghaderi, N., & Javadi, T. (2019). Salinity stress mitigation by humic acid application in strawberry (Fragaria x ananassa Duch.). Scientia Horticulturae, 256, 108594.
22.Zydlik, Z., & Zydlik, P. (2023). The Effect of a Preparation Containing Humic Acids on the Growth, Yield,
and Quality of Strawberry Fruits (Fragaria × ananassa (Duchesne ex Weston) Duchesne ex Rozier). Agronomy, 13 (7), 1872.
23.Adak, N., Gubbuk, H., & Tetik, N. (2018). Yield, quality and biochemical properties of various strawberry cultivars under water stress. Journal of the Science of Food and Agriculture,
98 (1), 304-311.
24.Janas, K. M., & Posmyk, M. M. (2013). Melatonin, an underestimated natural substance with great potential for agricultural application. Acta physiologiae plantarum, 35, 3285-3292.
25.Sadak, M. S., Abdalla, A. M., Abd Elhamid, E. M., & Ezzo, M. I. (2020). Role of melatonin in improving growth, yield quantity and quality of Moringa oleifera L. plant under drought stress. Bulletin of the National Research Centre, 44 (1), 1-13.
26.Suh, H. Y., Yoo, K. S., & Suh, S. G. (2014). Effect of foliar application of fulvic acid on plant growth and fruit quality of tomato (Lycopersicon esculentum L.). Horticulture, Environment, and Biotechnology, 55, 455-461.
27.Khang, V. T. (2011). Fulvic foliar fertilizer impact on growth of rice and radish at first stage. Omonrice, 18, 144-148.
28.Ahanger, M. A., & Ahmad, P. (2019). Role of mineral nutrients in abiotic stress tolerance: revisiting the associated signaling mechanisms. Plant signaling molecules, 269-285.
29.Liang, B., Ma, C., Zhang, Z., Wei, Z., Gao, T., Zhao, Q., Ma, F., & Li, C. (2018). Long-term exogenous application of melatonin improves nutrient uptake fluxes in apple plants under moderate drought stress. Environmental and experimental botany, 155, 650-661.
30.Bawa, G., Feng, L., Shi, J., Chen, G., Cheng, Y., Luo, J., & Wang, X. (2020). Evidence that melatonin promotes soybean seedlings growth from low-temperature stress by mediating plant mineral elements and genes involved in the antioxidant pathway. Functional Plant Biology, 47 (9), 815-824.
31.Da Silva, E. C., Nogueira, R. J. M. C., da Silva, M. A., & de Albuquerque, M. B. (2011). Drought stress and plant nutrition. Plant stress, 5 (1), 32-41.
32.Roy, M., Niu, J., Irshad, A., Kareem, H. A., Hassan, M. U., Xu, N., Sui, X., Guo, Z., Amo, A., & Wang, Q. (2021). Exogenous melatonin protects alfalfa (Medicago sativa L.) seedlings from drought-induced damage by modulating reactive oxygen species metabolism, mineral balance and photosynthetic efficiency. Plant Stress, 2, 100044.
33.Dawood, M. G., & El-Awadi, M. E. (2015). Alleviation of salinity stress on Vicia faba L. plants via seed priming with melatonin. Acta Biológica Colombiana, 20 (2), 223-235.
34.Babarabie, M., Zarei, H., Badeli, S., Danyaei, A., & Ghobadi, F. (2020). Humic acid and folic acid application improve marketable traits of cut tuberose (Polianthes tuberosa). Journal of Plant Physiology and Breeding, 10 (1), 85-91.
35.Youssif, S. B., & Youssif, S. B. (2017). Response of potatoes to foliar spray with cobalamin, folic acid and ascorbic acid under North Sinai conditions. Middle East Journal of Agricultural Research, 6 (3), 662-672.
36.Al-Maliky, A. W., Jerry, A. N., & Obead, F. I. (2019). The effects of foliar spraying of folic acid and cysteine on growth, chemical composition of leaves and green yield of faba bean (Vicia faba L.). Basrah Journal of Agricultural Sciences, 32 (2), 223-229.
37.Poudineh, Z., Moghadam, Z. G., & Mirshekari, S. (2015, January). Effects of humic acid and folic acid on sunflower under drought stress. In Biological Forum (Vol. 7, No. 1, p. 451). Research Trend.
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 31، شماره 4
دی 1403
صفحه 89-107

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار