Plant Process and Function

fa پاسخ‌های فیزیولوژیکی گیاه توت‌فرنگی به کاربرد تغذیه‌ای میکرو و نانوذرات سیلیسیم Physiological responses of strawberry plant to the nutritional application of silicon micro- and nanoparticles باغبانی Horticulture پژوهشي Research سیلیسیم یکی از عناصر غذایی مفید برای اکثر گیاهان محسوب میشود. سیلیسیم باعث افزایش تولید و کیفیت محصول شده و نقش مهمی در مقاومت گیاه در برابر تنشهای محیطی دارد. با پیشرفت علم و تولید عناصر در مقیاس نانو، کاربرد آنها در صنایع مختلف و از جمله کشاورزی مطرح شده است. این پژوهش به صورت یک آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و چهار گیاه در هر تکرار اجرا گردید. ذرات دیاکسید سیلیسیم در دو مقیاس میکرو و نانو در غلظتهای صفر، 20، 40، 60 و 80 میلیگرم در لیتر و به دو روش محلولپاشی برگی و محلولدهی ریشهای در دو مرحله (مرحله اول در زمان 5-4 برگی و مرحله دوم دو هفته پس از پایان اعمال تیمار مرحله اول) روی گیاهان      توتفرنگی اعمال شدند. محتوای رطوبت نسبی برگ، کربوهیدرات برگ و میوه، نیترات برگ و میوه، کلروفیل (a، b، کل)، کاروتنوئیدها و فعالیت آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز اندازهگیری شدند. نتایج نشان داد که تیمارها اثر معنیداری بر محتوای رطوبت نسبی برگ و نیترات میوه نداشتند، ولی کاربرد سیلیسیم کربوهیدرات محلول برگ و میوه و نیز نیترات کل برگ را به طور معنیداری افزایش داد. سیلیسیم به خصوص در مقیاس نانو سبب افزایش معنیدار کلروفیلهای a، b و کل گردید، ولی بر میزان کاروتنوئیدها تأثیر معنیداری نداشت. کاربرد سیلیسیم باعث افزایش معنیدار فعالیت آنزیم کاتالاز گردید، ولی بر فعالیت آنزیم پراکسیداز تأثیر معنیدار نداشت. در کل کاربرد نانوسیلیسیم در مقایسه با میکروسیلیسیم و شاهد اثرات مثبت بهتری روی صفات فیزیولوژیکی گیاه توتفرنگی داشت. بهطورکلی جهت تولید گلخانهای توتفرنگی در بستر کشت بدون خاک، غلظت 60 میلیگرم در لیتر نانوسیلیسیم بهصورت محلولدهی ریشهای قابل توصیه است. Silicon (Si) is regarded as one of the beneficial nutrient elements for most plants. Si increases the yield and crop quality and plays an important role in plant resistance against the environmental stresses. With science development and nanoparticle production, their application in different industry such as agriculture has gained much atlention. This research was conducted in a factorial experiment based on a completely randomized design with 3 replications and 4 plants in each replicate. Foliar spray and root application were carried out using 20, 40, 60 and 80 mg L-1 micro- and nano-SiO2 at two growth stages (the first stage in 4-5 leaves of plants and second stage two weeks after first stage). Physiological characteristics including leaf relative water content, leaf and fruit carbohydrate, leaf and fruit nitrate, chlorophyll (a, b, total) and carotenoied and activity of catalase and peroxidase were measured. The results showed that applied treatments did not have any significant effect on leaf relative water content and fruit nitrate, but application of silicon increased significantly leaf and fruit carbohydrate as well as leaf nitrate. Silicon, particularly at the nanoscale, led to a significant increase of chlorophyll a, b and total, but had no significant effect on the amount of carotenoid. Application of silicon led to a significant increase of catalase activity, but had no significant effect on the activity of peroxidase. Totally, application of nano-silicon in comparison with the control and mico-silicon had the positive effects on physiological characteristics of strawberry plants. Overall, in hydroponic culture and greenhouse production of strawberries, according to the results of this research, the application of 60 mg L-1 nano-SiO2 through the root apply method is recommended. محتوای نسبی آب, کلروفیل, کاروتنوئید, کاتالاز, پراکسیداز Relative water content, Chlorophyll, Carotenoid, Catalase, Peroxidase 371 388 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1398-2&slc_lang=fa&sid=1 Rahman Yousefi رحمان یوسفی r.yousefi66@areeo.ac.ir Yes Member of Academic Staff in Date Palm and Tropical Fruits Research Center, Horticultural Sciences Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ahvaz, Iran پژوهشکده خرما و میوه‌های گرمسیری، مؤسسه تحقیقات علوم باغبانی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران Mahmood Esna-ashari محمود اثنی عشری m.esnaashari@basu.ac.ir No Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamadan, Iran گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران