تأثير محلول‌پاشي نانو ذرات سيليسيم بر برخي شاخص‌هاي مورفولوژيك و بيوشيميايي گياه گشنيز (Coriandrum sativum L.) در شرايط تنش فلز سنگين سرب

Effects of silicon nano-particle nutrition on growth and physiological characteristics of Coriandrum sativum L. under lead stress

سیلیسیم دومین عنصر فراوان در كره زمین می‌باشد كه می‌تواند اثرات مضر فلزات سنگین را تخفیف دهد. به‌منظور بررسی اثر تغذیه با سطوح نانوذرات سیلیسیم بر شاخص‌های رشدی و فیزیولوژی گیاه گشنیز (Coriandrum sativum L.) در شرایط تنش سرب، یك آزمایش به‌صورت فاكتوریل در قالب طرح كاملاً تصادفی با چهار تكرار در گلخانه دانشگاه محقق اردبیلی با رطوبت نسبی 40 تا 50% و میانگین شدت نور 434 لوكس در سال زراعی 96-1395 انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل آلودگی خاك توسط محلول كلرید سرب در غلظت‌های شاهد، 500، 1000 و 1500 میلی‌گرم بر كیلوگرم و محلول‌پاشی با نانو ذرات سیلیسم (0، 5/1 و 3 میلی‌مولار) بود. شاخص‌های مورفولوژیك مانند ارتفاع گیاه، تعداد برگ، سطح برگ، وزن تر و خشك بخش هوایی و ریشه، قطر ریشه و ساقه و شاخص‌های فیزیولوژیك شامل رنگریزه‌های فتوسنتزی، نشت غشاء، محتوی آب نسبی و شاخص‌های بیوشیمیایی شامل پرولین، كربوهیدرات محلول، فنل كل و ظرفیت آنتی‌اكسیدان اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد كه تنش سرب بسیاری از صفات مورفولوژیك گیاه گشنیز مانند ارتفاع، وزن تر و خشك گیاه، قطر ریشه و ساقه را به‌طور معنی‌داری كاهش داد، به‌طوری كه با افزایش سطح سرب به‌ترتیب سبب كاهش 57، 50، 20، 41، 15، 42 و 25 درصدی در صفات وزن تك بوته، وزن ریشه، قطر طوقه، قطر ریشه، طول ریشه، ارتفاع گیاه، سطح برگ و درصد ماده خشك برگ شد، اما تیمار محلول‌پاشی با 3 میلی‌مولار نانوذرات سیلیسیم در بیشتر صفات مرفولوژیك موجب بهبود شرایط رشدی گیاه گشنیز در شرایط تنش گردید. به‌طوری كه با افزایش غلظت سرب میزان كلروفیل a و b، كلروفیل كل، كاروتنوئید و كربوهیدرات كل كاهش یافتند اما تیمار سیلیسیم سبب افزایش میزان آنها در گیاهان تحت تنش شد، درحالی كه میزان پرولین، فنل و ظرفیت آنتی‌اكسیدانی با افزایش غلظت تا 1500 میلی‌گرم بر كیلوگرم سرب به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. به‌طور كلی می‌توان نتیجه‌گیری كرد كه برای گیاه گشنیز استفاده از نانو ذرات سیلیسیم می‌تواند اثرات منفی تنش سرب را تا حد قابل قبولی كاهش دهد.

Silicon (Si) is the second most abundant element in the earth crust. Silicon has been shown to ameliorate the adverse effects of heavy metals on plants. This research was aimed to investigate the effects of silicon nano-fertilizer nutrition on growth and physiological characteristics of coriander (Coriandrum sativum L.) under lead stress. The study was conducted in a factorial experiment based on a completely randomized design with four replications in the research greenhouse of Mohaghegh Ardabili University during 2016. Experimental treatments included soil contamination by PbCl2 (0, 500, 1000 and 1500 mg/kg soil) and foliar spraying with silicon nano-fertilizer (0, 1.5 and 3 mM). Morphological studied traits including plant height, leaf number and area, fresh and dry weight of root and plant, root and stem diameter, physiological parameters such as photosynthetic pigments, electrolyte leakage, relative water contents, proline, carbohydrates, phenol, antioxidants were measured. Results indicated that lead stress reduced the morphological characteristics such as plant height, plant fresh and dry weight, and stem and root diameter, so that the increased content of lead led to decrease of plant dry weight, root weight, root and stem diameter, root length, plant height, leaf area and dry weight up to 57, 50, 20, 41, 15, 42 and 25%, respectively. Foliar spraying with silicon (3mM) led to improve most of morphological traits of coriander. The content of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoid and carbohydrate in leaves was increased with increasing lead concentration in soil. However, silicon foliar spraying improved these traits under lead stress. Proline, phenol, flavonoid and antioxidant capacity were significantly increased with increasing concentration of lead up to 1500mg/kg. In general, it can be concluded that the use of silicon nanoparticles for coriander can reduce the negative effects of lead stress to a satisfactory level.