اثر محلول پاشی و مصرف خاکی نانوذرات کیتوزان بر برخی صفات فیزیولوژیک گیاه جو (Hordeum vulgare L.) تحت تنش خشکی

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه زراعت دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، تهران ایران

3 استاد، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس

5 دانشیار، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

کیتوزان یک پلی ساکارید گلوزامین مشتق شده از کیتین است که به عنوان الیسیتور زیستی برای بهبود بخشیدن بیوسنتز متابولیست‎های ثانویه، به عنوان کود و در کنترل آزادسازی ترکیبات شیمیایی سموم و تحریک جوانه‎زنی و رشد گیاه استفاده می‎شود. بنابراین، به منظور بررسی اثر نانوذرات کیتوزان بر گیاه جو تحت تنش خشکی آخر فصل، پژوهشی به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در شرایط گلدانی مورد بررسی قرار گرفت. فاکتورهای آزمایش شامل غلظت نانوذرات در 4 سطح (0، 30، 60 و 90 پی‌پی‌ام)، روش مصرف در 2 سطح (محلول‌پاشی و خاک مصرف) و رژیم آبیاری در 2 سطح (آبیاری کافی و قطع آبیاری 15 روز بعد از گرده‌افشانی) بودند. برای انجام آزمایش پس از کاشت بذور جو، محلول نانوذرات کیتوزان آماده شده در سه مرحله‌ رشدی گیاه (پنجه‌دهی، ساقه دهی و سنبله‌دهی) به صورت خاک مصرف و محلول‌پاشی مصرف گردیدند. نتایج نشان داد که تنش خشکی به طور معنی‌داری میزان کاروتنوئید، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، فتوسنتز، هدایت روزنه‌ای، تعرق، عملکرد دانه و بیوماس را کاهش و میزان کربوهیدرات محلول، گلوگز، ساکارز، فروکتوز، غلظت CO2 زیر روزنه (Ci) و کارایی مصرف آب فتوسنتزی (WUE) را افزایش داد. همچنین، مصرف نانوذرات کیتوزان در هر دو رژیم آبیاری، موجب افزایش معنی‎دار کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و گلوکز شد. مصرف 60 و 90 پی‎پی‎ام نانوذرات کیتوزان موجب افزایش معنی‎دار عملکرد دانه نسبت به شاهد شد. در بیشتر صفات مورد مطالعه، تفاوت معنی‎دار بین دو روش مصرف نانوذرات وجود نداشت. در مجموع، کاربرد نانوذرات کیتوزان موجب کاهش اثرات مضر تنش خشکی و بهبود رشد و عملکرد گیاه جو گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of foliar and soil application of chitosan nanoparticles on some of physiological characteristics of barley (Hordeum vulgare L.) under drought stress

نویسندگان [English]

  • faride behboudi 1
  • Zeinolabedin Tahmasebi Sarvestani 2
  • Mohamad Zaman Kassaee 3
  • Seyed Ali Mohamad Modares Sanavi 4
  • Ali Sorooshzadeh 5
1 PhD Student, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Professor, Department of Chemistry, Collage of Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
4 Professor, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture
5 Associate Professor, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Chitosan is a glucosamine polysaccharide deacetylated form of chitin species and could be used as biotic elicitor to improve secondary metabolites, as fertilizer, it controls the release of chemical compounds of toxins and stimulates germination and plant growth. So, to evaluate the effect of chitosan NPs on barley plants under late season drought stress, a factorial experiment was performed based on a randomized complete block design in three replications in pot conditions. The experimental factors included the NPs concentrations at 4 levels (0, 30, 60 and 90 ppm), method of consumption at 2 levels (foliar and soil application) and irrigation regimes at 2 levels (normal irrigation and removal of irrigation 15 days after pollination). Experimental procedure includes planting seeds and then prepared chitosan NPs solution added to them through soil and foliar application in three stages (tillering, stem elongation and heading). Results indicated that the drought stress significantly decreased amount of the carotenoid, the chlorophyll a, the chlorophyll b, the total chlorophyll, the photosynthesis, the stomatal conductance, the transpiration, the grain yield as well as the biomass and increased amount of the soluble carbohydrate, the glucose, the sucrose, the fructose, the intercellular CO2 concentration (Ci) and the photosynthetic water use efficiency (WUE). Also, in both irrigation regimes, application of chitosan NPs significantly increased the chlorophyll a, the chlorophyll b, the soluble chlorophyll and the glucose. Application of 60 and 90 ppm NPs significantly increased grain yield compared to the control. In most studied traits, had not signifficant diffrence between two consumption methods of NPs. In general, application of chitosan NPs reduced negative effects of drought stress in barley plants and improved growth and grain yield.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grain yield
  • Carbohydrate
  • Chlorophyll
  • Photosynthesis