SUPERVISOR
Bahram Baninasab,Mahdi Gheysari,Cyrus Ghobadi
بهرام بانی نسب (استاد مشاور) مهدی قیصری (استاد مشاور) سیروس قبادی (استاد راهنما)
STUDENT
Safora Dehghani bodeh
صفورا دهقانی پوده
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Effects of Potassium Silicate and Nanosilica on Growth and Development of Strawberry under Water Deficit Conditions
growth and development of plants are severely restricted by a variety of environmental stresses. Among the abiotic stresses, drought is a major factor that limits agricultural crop production. Strawberry is one of the most popular fruit crops produced in world and due to having delicate flavor and rich vitamin content is a regular part of diets of many people. Silicon (Si) is generally considered as a beneficial element for the growth of higher plants, especially for those grown under stressful environment. There are a few studies about the effects of nanoparticles on plan ts. So, the objects of this study were to examine the effects of silicon on growth and development of strawberry (Fragaria × ananassa ‘Camarosa’) under water stress conditions and comparison between two Si compounds . A factorial experiment, in a completely randomized design with three replications were used to investigate the effects of three irrigation levels [1.0 SMD ( Soil Moisthre Deplation), 0.75 SMD and 0.6 SMD] and eight levels of silicon compounds [0, 5,10 and 15 mM of potassium silicate (K 2 SiO 3 ) and 0,10,20 and 30 mg/kg of media from nanosilica (SiO 2 )]. Potassium hydroxide (KOH) at concentration of 30 mM in a separate treatment was used for removing of the effect of potassium in potassium silicate . Tensiometer used for Measuring soil water and scheduling irrigation. quantitative characteristics (such as petiole diameter and length , leaf area , leaf number, fresh and dry weight of shoot and root), specific leaf area, electrolyte leakage, Chlorophyll content, relative water content (RWC), proline, Chlorophyll fluorescence, net photosynthetic rate (Pn), stomata conductance (Gs), intercellular CO 2 (Ci), trairation rate (E), Mesophyll efficiency (ME) and water use efficiency (WUE), mineral nutrition (Na, K, Ca and Si in shoot and root) were measured. The results showed that by increasing the levels of water stress more quantitative characteristics, specific leaf area, relative water content (RWC), Chlorophyll fluorescence, net photosynthetic rate (Pn), stomata conductance (Gs), trairation rate (E) significantly decreased. Application of silicon significantly increased more factors above. Silicon application had no significantly effect on electrolyte leakage, relative water content (RWC), leaf area and Chlorophyll a and b. On the other hand, water stress increased electrolyte leakage, Chlorophyll content, proline, Mesophyll efficiency (ME) and water use efficiency (WUE). Si significantly decreased specific leaf area, proline and trairation rate. Chlorophyll content, Mesophyll efficiency (ME) and water use efficiency (WUE) improved by Si application. Analyses of Na, K and Ca showed accumulation of these ions in the shoot and root under water stress conditions. Si treatments significantly decreased Na and Ca accumulation in shoot. Potassium silicate significantly increased Na concentration in root. Application of silicon as potassium silicate increased the silicon contents of root and shoot. The silicon uptake was decreased in water stress conditions. interaction between Si treatments and the levels of water deficit in most of the measured parameters was significant. Results suggest that, In more investigated factors, 10 mg/kg nanosilica and 10 mM potassium silicate had the most effect. In conclusion Silicon application had beneficial effects on strawberry plants and addition of Si could alleviate water stress. Therefore, application of Si may be one approach to improve growth of plants in arid or semi-arid areas under water stress conditions. Key words : Nanosilica, Potassium Silicate, Water Stress, Strawberry.
تنش های محیطی از مهمترین عوامل محدود کننده رشد و نمو گیاهان به شمار می روند. در بین تنش های محیطی، خشکی مهمترین عامل کاهنده تولیدات محصولات کشاورزی است. توت فرنگی یکی از مهمترین تولیدات باغبانی در سطح جهان است و به دلیل داشتن عطر، طعم و محتویات سرشار از ویتامین به خوبی جایگاه خود را در رژیم غذایی میلیون ها نفر در جهان پیدا کرده است. سیلیسیوم به عنوان عنصری مفید برای رشد گیاهان به ویزه در شرایط تنش های محیطی به شمار می آید. از طرف دیگر تحقیقات اندکی در مورد تاثیر نانو مواد بر روی گیاهان وجود دارد. بنابراین هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر سیلیسیوم بر رشد و نمو توت فرنگی در شرایط تنش کم آبی و مقایسه بین دو ترکیب سیلیسیوم می باشد. بر این اساس آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی به منظور بررسی تاثیر سه سطح آبیاری شامل تامین 100، 75 و 60 درصد کمبود رطوبت خاک تا حد ظرفیت زراعی مزرعه (FC) و 8 تیمار سیلیسیوم شامل ( 0، 5، 10 و 15 میلی مولار) از ترکیب پتاسیم سیلیکات (K 2 SiO 3 ) و (0، 10، 20 و 30 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم بستر کشت) از ترکیب نانو سیلیس (SiO 2 ) استفاده گردید. به منظور از بین بردن تاثیر پتاسیم در پتاسیم سیلیکات از ترکیب پتاسیم هیدروکسید(KOH) در غلظت 30 میلی مولار استفاده شد. تعیین میزان رطوبت خاک و برنامه آبیاری با استفاده از تانسیومتر انجام گردید. صفات رویشی (شامل طول و قطر دمبرگ، تعداد و سطح برگ، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی)، سطح ویژه برگ، نشت یونی، میزان کلروفیل، میزان رطوبت نسبی برگ (RWC)، پرولین، کلروفیل فلورسنس (Fv/Fm)، سرعت فتوسنتز (Pn)، هدایت روزنه ای (Gs)، غلظت دی اکسید کربن زیر روزنه (Ci)، تعرق (E)، کارایی مزوفیل برگ (ME)، کارایی مصرف آب (WUE) و عناصر غذایی (شامل سدیم، پتاسیم، کلسیم و سیلیسیوم ریشه و اندام هوایی) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد با افزایش تنش آبی بیشتر فاکتور های رویشی، سطح ویژه برگ، میزان رطوبت نسبی برگ، کلروفیل فلورسنس، فتوسنتز، هدایت روزنه ای و تعرق به طور معنی داری کاهش یافت. کاربرد سیلیسیوم به خاک باعث افزایش معنی دار در اکثر صفات ذکر شده گردید. سیلیسیوم تاثیر معنی داری بر نشت یونی، رطوبت نسبی برگ، سطح برگ و کلروفیل a و b نداشت. از طرف دیگر تنش آب باعث افزایش نشت یونی، میزان کلروفیل، پرولین، کارایی مزوفیل برگ و کارایی مصرف آب شد. سیلیسیوم به طور معنی دار سطح ویژه برگ، نشت یونی و تعرق را کاهش داد. میزان کلروفیل، کارایی مزوفیل برگ و کارایی مصرف آب و کلروفیل توسط کاربرد سیلیسیوم بهبود یافت. آنالیز سدیم، پتاسیم و کلسیم، تجمع این عناصر را در ریشه و اندام هوایی در شرایط تنش آب نشان داد. کاربرد سیلیسیوم جذب کلسیم و سدیم اندام هوایی را به طور معنی دار کاهش داد. پتاسیم سیلیکات نیز افزایش معنی دار سدیم در ریشه را باعث شد. کاربرد سیلیسیوم به صورت پتاسیم سیلیکات میزان سیلیسیوم ریشه و اندام هوایی را افزایش داد. همچنین میزان جذب سیلیسیوم در شرایط تنش کاهش یافت. اثر متقابل بین تیمار های سیلیسیوم و سطوح آبیاری در بیشتر صفات اندازه گیری شده نیز معنی دار شد. نتایج نشان داد در بیشتر صفات مورد بررسی، تیمار های 10 میلی گرم در کیلوگرم محیط رشد نانو سیلیس و 10 میلی مولار پتاسیم سیلیکات بیشترین تاثیر را داشت. به طور کلی کاربرد سیلیسیوم اثرات مفیدی بر توت فرنگی داشت و کاربرد آن اثرات مخرب تنش کم آبی را کاهش داد. بنابراین کاربرد سیلیسیوم می تواند یکی از راه های دستیابی به رشد بیشتر در مناطق خشک و نیمه خشک در شرایط تنش آب باشد. واژگان کلیدی: نانوسیلیس، پتاسیم سیلیکات، تنش آبی، توت فرنگی