اثر سلنیوم و ملاتونین بر رشد و تجمع نیترات در اسفناج (Spinacea oleracea L.)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه البیرونی، کاپیسا، افغانستان.

2 دانشیارگروه باغبانی دانشگاه بوعلی سینا همدان-گرایش فیزیولوژی و اصلاح سبزی

10.22069/jopp.2025.23340.3235

چکیده

سابقه و هدف: اسفناج (Spinacia oleracea L.) به دلیل ارزش تغذیه‌ای بالا از اهمیت بسیاری در رژیم غذایی برخوردار است، بطوریکه در اکثر کشورهای دنیا به مقدار زیاد مصرف می‌شود. اما این سبزی قابلیت بالایی در تجمع نیترات داشته و در صورت عدم توجه به نیترات موجود در آن، می‌تواند برای سلامتی انسان خطر آفرین باشد. این امر باعث شده است که تحقیقات گسترده‌ای در رابطه با امکان کاهش تجمع نیترات در این سبزی انجام شود. برخی از این پژوهش‌ها بر کاربرد عناصر تغذیه‌ای و هورمونهای گیاهی متمرکز شده‌اند. گزارش شده است ‌که کاربرد عنصر سلنیوم و هورمون ملاتونین در کاهش تجمع نیترات در گیاهان مختلف موثر است. این پژوهش بر آن است تا اثر تغذیه اسفناج با سلنیوم و همچنین محلول‎‌‌‎‎‎‎‌‌‌‌‌‌‌‌‌پاشی ملاتونین و خصوصا اثرمتقابل این دو را بر رشد و تجمع نیترات در اسفناج بررسی کند.

مواد و روش‌ها: این تحقیق بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی شامل سلنیوم از منبع سلنات سدیم (0، 5 و 10 میکرومولار) و ملاتونین (0، 50 و 100 میکرومولار) در کشت هیدروپونیک و در بستر کوکوپیت و پرلیت انجام شد. تیمار ملاتونین بصورت محلول پاشی برگی در مرحله 3 برگی و پس از غروب آفتاب، دوبار و با فاصله یک هفته انجام شد. تیمار سلنیوم در ترکیب با محلول غدایی هوگلند به گیاهان داده شد. شاخص‌های رشد، کلروفیل، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی برگ، غلظت فلاونوئید کل،غلظت فنل کل، میزان ویتامین ث، نیترات و فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز پس از برداشت گیاهان اندازه گیری شد.

یافته‌ها: نتایج این پژوهش نشان داد که، کاربرد سلنوم و ملاتونین سبب افزایش صفات رشدی نظیر، زیست توده کل (وزن تر و خشک)، وزن تر اندام هوایی و وزن تر برگ نسبت به شاهد شد. کاربرد سلنیوم و ملاتونین سبب افزایش بعضی از صفات کیفی مانند محتوای فنل کل، ظرفیت آنتی اکسیدانی و میزان سلنیوم برگ شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان داد که سلنیوم و ملاتونین در کاهش تجمع نیترات در برگ و ساقه موثر هستند که اثر بخشی شان بستگی به غلظت آن‌ها دارد. یافته‌های این پژوهش نشان داد که سلنیوم و ملاتونین اثر بهتری در کاهش تجمع نیترات در برگ نسبت به ساقه داشتند. سلنیوم در سطح 10 میکرومولار اثر منفی روی رشد گیاه داشت چرا‌که باعث کاهش زیست توده کل و وزن تر اندام هوایی نسبت به شاهد شد. اگرچه غلظت 10 میکرو مولار سلنیوم تجمع نیترات در گیاه را کاهش داد ولی تاثیر تیمار 5 میکرومولار به مراتب بیشتر بود. بکارگیری 50 میکرومولار ملاتونین منجر به کاهش میزان نیترات برگ شد اما سطح 100 میکرومولار ملاتونین تاثیر بیشتری نسبت به 50 میکرومولار داشت. در ترکیب تیمارها، بیشترین میزان نیترات در برگ و ساقه و کمترین میزان فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در برگ و ساقه مربوط به گیاهان شاهد بود در حالی‌که، کمترین میزان نیترات در برگ و ساقه در ترکیب تیماری 5 میکرومولار سلنیوم و 100 میکرومولار ملاتونین بدست آمد، بطوریکه میزان نیترات در برگ و ساقه به ترتیب 65 و 52 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت، در همین تیمار میزان فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در برگ و ساقه به ترتیب 32 و 65 درصد نسبت به شاهد افزایش نشان داد. احتمال می‌رود که کاربرد سلنیوم و ملاتونین با افزایش بیان ژن‌های مرتبط به آنزیم نیترات ردوکتاز بر کاهش تجمع نیترات در اسفناج موثر بوده است.

نتیجه گیری: پژوهش حاضر نشان داد که، ترکیب تیماری 5 میکرومولار سلنیوم و 100 میکرومولار ملاتونین بهترین اثر در افزایش زیست توده کل (تر و خشک) و کاهش تجمع نیترات در اسفناج داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of selenium and melatonin on growth and nitrate accumulation in spinach (Spinacea oleracea L.)

نویسندگان [English]

  • Khwaja Wahedullah Moqadas 1
  • Farshad Dashti 2
1 Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, Alberoni University, Kapisa, Afghanistan.
2 Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

Background and purpose: Spinach (Spinacia oleracea L.) is very important in the diet due to its high nutritional value, so it is consumed in large quantities in most countries of the world. But this vegetable has a high ability to accumulate nitrates, and if we don't pay attention to its nitrates, it can pose risk to human health. This has led to extensive research on the possibility of reducing nitrate accumulation in this vegetable. Some of these researches are focused on the application of nutritional elements and plant hormones. It has been reported that the application of selenium and melatonin hormone is effective in reducing nitrate accumulation in various plants. This research aims to investigate the effect of selenium nutrition and melatonin spraying, as well as the interaction between the two, on the growth and nitrate accumulation in spinach.

Materials and Methods: This study was conducted as a factorial experiment in a complete randomized design, including selenium as sodium selenite (0, 5, and 10 μM) and melatonin (0, 50, and 100 μM) in hydroponic cultivation and in a substrate of coco peat and perlite. The melatonin treatment was applied as a foliar spray at the three-leaf stage and after sunset, twice with a one-week interval. Selenium treatment was given to the plants in combination with the Hoagland nutrient solution. Growth indices, chlorophyll, leaf antioxidant capacity, total flavonoid concentration, total phenol concentration, vitamin C content, nitrate, and nitrate reductase enzyme activity were measured after harvesting the plants.

Results: The results of this research showed that the use of selenium and melatonin increased the growth traits such as total fresh weight biomass, shoot fresh weight, leaf fresh weight, and total dry weight biomass compared to the control. Application of selenium and melatonin increased some biochemical traits such as total phenol and flavonoid, antioxidant capacity and selenium of leaves. Data analysis showed that selenium and melatonin are effective in reducing nitrate accumulation in leaves and stems, and their effectiveness depends on their concentration. The findings of this research showed that selenium and melatonin have a better effect in reducing nitrate accumulation in leaves compared to stem. One reason for the effectiveness of melatonin in leaves compared to stems may be due to the larger surface area of the leaves being exposed to the melatonin spray. It seems that selenium has a negative effect on the plant at a concentration of 10 mM, although it has reduced nitrate accumulation; however, it was not as effective as at the level of 5 mM. The application of 50 mM melatonin resulted in a decrease in nitrate levels, but the concentration of 100 mM melatonin was more effective than 50 mM. It is possible that higher levels of melatonin are more effective in the expression of genes related to nitrate and nitrite reductase enzymes and thereby reduce nitrate levels. The highest amount of nitrate was found in the leaves and stems and the lowest amount of nitrate reductase enzyme activity was found in the leaves and stems of control plants, while the lowest amount of nitrate in leaves and stems was obtained in the treatment combination of 5 μM selenium and 100 μM melatonin, which decreased the amount of nitrate in the leaf to 65% and in the stem to 52%, And nitrate reductase enzyme activity showed a 32% increase in the leaf and a 65% increase in the stem compared to the control.Conclusion: Present research show that, the treatment combination of 5 μM selenium and 100 μM melatonin had the best effect in increasing total biomass (wet and dry) and reducing nitrate accumulation in spinach.

کلیدواژه‌ها [English]

  • sodium selenite
  • nitrate reductase
  • total biomass
  • growth traits