تولیدات گیاهی

تولیدات گیاهی

اثر محلول‌پاشی باسیلوس سوبتیلیس، ساکارز، اتانول و سیلیسیوم بر تحمل تنش یخ‌زدگی نهال‌های سه رقم زیتون

نوع مقاله : علمی پژوهشی - میوه های گرمسیری و نیمه گرمسیری

نویسندگان
1 دانش‌آموختۀ‌ کارشناسی‌ارشد، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکدۀ علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
2 دانشیار، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکدۀ علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
3 استادیار، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکدۀ علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
چکیده
ﺗﻨﺶ ﺳﺮﻣﺎ، یکی از ﻋﻮﺍﻣﻞ ﻣﺤﺪﻭﺩﮐﻨﻨﺪۀ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻭ رشد و نمو ﮔﻴﺎﻫﺎﻥ زراعی است. یخ‌زدگی یا کاهش دمای هوا به زیر نقطۀ انجماد، پدیده‌ای است که در فصل سرد مناطق معتدله سبب ایجاد خسارت و آسیب به محصولات کشاورزی می‌شود. آﺳﻴﺐ‌های ﻧﺎﺷﻲ از ﭘﺪﻳﺪۀ ﻳﺦزدﮔﻲ در دﻣﺎﻫﺎی کمتر از 7- درﺟۀ ﺳﺎﻧﺘﻲﮔﺮاد ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﺤﺼﻮل زﻳﺘﻮن ﻣﻲ‌شود. روش‌های متعددی برای افزایش تحمل گیاهان به تنش یخ‌زدگی وجود دارد. محلول‌پاشی ترکیبات زیستی و غیرزیستی پیش از وقوع سرما، روشی سریع و کارآمد برای محافظت درختان در برابر سرما است. این آزمایش در پاییز و زمستان سال 1397 و بهار سال 1398 در سردخانۀ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری بر روی نهال‌های زیتون ارقام آمیگدال، کنسروالیا و محرم به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و دمای 10- درجۀ سانتی‌گراد اجرا شد. تیمارهای محلول‌پاشی شامل باسیلوس سوبتیلیس، ساکارز، اتانول و سیلیکات پتاسیم بود. نتایج نشان داد برهمکنش محلول‌پاشی و رقم بر تمامی صفات در سطح یک درصد معنی‌دار بود. بیشترین میزان نشت الکترولیت در تیمار سیلیکات پتاسیم رقم کنسروالیا (75/93 درصد) و پس از آن در تیمار اتانول همان رقم (74/54 درصد) مشاهده شد، در حالی‌که کمترین درصد نشت الکترولیت در رقم آمیگدال به ترتیب در تیمار‌های سیلیکات پتاسیم (28/92 درصد) و اتانول (32/39 درصد) مشاهده شد. بیشترین میزان کلروفیل کل در تیمار ساکارز در رقم کنسروالیا (7/41 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و کمترین مقدار در رقم آمیگدال به ترتیب در تیمار‌های شاهد (1/42 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و باکتری با غلظت 0/001 CFU (1/6 میلی‌گرم در گرم وزن تر) مشاهده گردید. بیشترین میزان غلظت پرولین در تیمار اتانول در رقم محرم (0/062 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و کمترین مقدار در تیمار شاهد (0/015 میلی‌گرم در گرم وزن تر) و باکتری با غلظت 0/002 CFU (0/022 میلی‌گرم در گرم وزن تر) در رقم محرم و تیمار اتانول (0/022 میلی‌گرم در گرم وزن تر) در رقم کنسروالیا مشاهده گردید. بیشترین میزان قندهای کل محلول در تیمار ساکارز (300/66 میکروگرم بر گرم وزن‌ تر) در نهال‌های رقم محرم و کمترین مقدار در تیمار شاهد رقم آمیگدال (181/67 میکروگرم بر گرم وزن ‌تر) مشاهده شد. بیشترین درصد ریزش برگ در رقم کنسروالیا (100 درصد) ضمن استفاده از تیمار‌های ساکارز، اتانول، سیلیکات پتاسیم و باکتری با غلظت 0/001 CFU و کمترین مقدار در رقم آمیگدال (12/82 درصد) در اثر کاربرد اتانول مشاهده شد. بیشترین درصد خشکیدگی سرشاخه در نهال‌های رقم آمیگدال (100 درصد) در استفاده از باکتری با غلظت 0/002 CFU و در رقم کنسروالیا در نتیجه کاربرد ساکارز، اتانول، سیلیکات پتاسیم، باکتری با غلظت 0/001 CFU با خشکیدگی صددرصد سرشاخه‌ها مشاهده شد که تفاوتی با تیمار شاهد نداشت. تیمارهای محلول‌پاشی اثرات متفاوتی بر ارقام مختلف زیتون داشتند؛ به‌گونه‌ای که استفاده از باکتری ضدیخ در رقم محرم سبب کاهش ریزش برگ و خشکیدگی سرشاخه‌ها شد، اما در ارقام کنسروالیا و آمیگدال تأثیر منفی داشت. در مقابل، محلول‌پاشی با ساکارز، اتانول و سیلیکات پتاسیم در رقم آمیگدال باعث کاهش خسارت‌های ناشی از سرما شد، ولی در دو رقم دیگر اثری نداشت. در مجموع، واکنش ارقام زیتون به تیمارهای محلول‌پاشی تحت تنش سرمایی متفاوت بود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of foliar application of Bacillus subtlis, sucrose, ethanol and silicon on the freezing tolerance of three olive cultivars

نویسندگان English

Shima Amirdehi 1
Hossein Sadeghi 2
Vahid Akbarpour 3
1 M. Sc graduate, Department of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
2 Associate Professor, Department of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
3 Assistant Professor, Department of Horticultural Sciences and Engineering, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
چکیده English

Introduction
 Cold stress is a major environmental constraint affecting plant growth and productivity, with freezing temperatures (< -7°C) causing considerable damage to olive trees in temperate regions. Several approaches, such as foliar application of biotic and abiotic compounds, are explored to enhance plant tolerance to freezing. 
Materials and Methods
 This factorial experiment was conducted on potted seedlings of three olive cultivars _ Amigdalolia, Conservolea and Muharram _ at Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources from autumn 2017 to spring 2018. Seedlings were subjected to -10°C in a controlled environment, with foliar treatments consisting of Bacillus subtilis, sucrose, ethanol and potassium silicate. Three replications were performed for each treatment-cultivar combination. Various physiological and biochemical parameters were measured, including ion leakage, total chlorophyll content, proline concentration, soluble carbohydrates, and leaf abscission.
Results and Discussion
 A significant interaction between cultivar and foliar treatment was observed for all measured traits (P < 0.01). The highest ion leakage occurred in Conservolea treated with potassium silicate (75.93 %), while the lowest was in Amigdalolia receiving potassium silicate (28.92 %). Sucrose increased total chlorophyll in Conservolea (7.41 mg. g-1 FW), whereas the lowest values were detected in untreated and low-concentration bacterial treatments in Amigdalolia. Ethanol treatment led to the highest proline content in Muharram (0.062 mg. g-1 FW), with the lowest in control and low concentration bacterial treatments in Muharram and Conservolea cultivars. Maximum soluble carbohydrate content was recorded in Muharram with sucrose application (300.66 μg. g-1 of FW); the minimum was observed in untreated Amigdalolia (181.67 μg. g⁻¹ FW). Leaf abscission ranged widely, from 100 % in Conservolea with all treatments to just 12.82 % in Amigdalolia with ethanol. Complete branch dying (100%) was most pronounced in Amigdalolia with high bacterial concentration and in Conservolea under all but control treatments.
Conclusion
 Foliar application of antifreeze bacteria, sucrose, ethanol, and potassium silicate exerted cultivar-dependent effects on freezing tolerance in olive. Bacillus subtilis reduced leaf and branch loss in Muharram, but negatively impacted Conservolea and Amigdalolia. Sucrose, ethanol and silicon most effectively minimized damage in Amigdalolia, whereas no consistent protective effect was seen in Moharram and Conservolea. The response to foliar spraying under cold stress was therefore highly genotype-specific.

کلیدواژه‌ها English

Chlorophyll
Freezing
Ion leakage
Olive
Proline
Haji Ramezani, F., Barmaki, M., Khomari, S., & Dehghanian, H. (2017). Studying the effect of foliar spraying of glycine betaine and ethanol on the growth and yield of spruce under drought stress. Master's thesis in agricultural engineering. 116 p. [In Persian].
Larz qadiri, M., Mehrafarin, A., Naqdibadi, H. A., & Khaliqisigaroodi, F. (2013). The effect of different concentrations of methanol and ethanol on some characteristics of Plantago psyllium. In Proceedings of the First National Conference of Medicinal Plants and Sustainable Agriculture. Hamedan, Iran. [In Persian].
Lindow, S. E. (1987). Competitive exclusion of epiphytic bacteria by Ice− Pseudomonas syringae mutants. Applied and Environmental Microbiology, 53(10), 2520-2527.
Marschner, H. (1995). Mineral nutrition of higher plant Academic Press Limited.‏
McCready, R. M., Guggolz, J., Silviera, V., & Owens, H. S. (1950). Determination of starch and amylose in vegetables. Analytical Chemistry, 22(9), 1156-1158.‏
Naidu, B. P., Fukai, S., & Gunawardena, T. (2005). Increasing cold tolerance in rice: by selecting for high polyamine and gibberellic acid content: a report for the rural industries research and development corporation. Rural Industries Research and Development Corporation, 21.
Nonomura, A., & Benson, A. A. (1997). Methods and compositions for enhancing carbon fixation in plants. Biotechnology Advances, 15(3-4), 795-795.‏
Palliotti, A., & Bongi, G. (1996). Freezing injury in the olive leaf and effects of mefluidide treatment. Journal of Horticultural Science, 71(1), 57-63.‏
Ramos, M. L. G., Gordon, A. J., Minchin, F. R., Sprent, J. I., & Parsons, R. (1999). Effect of water stress on nodule physiology and biochemistry of a drought tolerant cultivar of common bean (Phaseolus vulgaris L.). Annals of Botany, 83(1), 57-63.‏
Rutten, D., & Santarius, K. A. (1992). Relationship between frost tolerance and sugar concentration of various bryophytes in summer and winter. Oecologia, 91, 260-265.‏
Sasaki. H., Ichimura, K., & Oda, M. (1996). Changes in sugar content during cold acclimation and deacclimation of cabbage seedlings. Annals of Botany, 78(3), 365-369.‏
Hayat, S., Hayat, Q., Alyemeni, M. N., Wani, A. S., Pichtel, J., & Ahmad, A. (2012). Role of proline under changing environments:  A review. Plant Signaling & Behavior, 7(11), 1456–1466. https://doi.org/10.4161/psb.21949
Verbruggen, N., & Hermans, C. (2008). Proline accumulation in plants: a review. Amino Acids, 35, 753-759.‏ https://doi.org/10.1007/s00726-008-0061-6
Whitlow, T. H., Bassuk, N. L., Ranney, T. G., & Reichert, D. L. (1992). An improved method for using electrolyte leakage to assess membrane competence in plant tissues. Plant Physiology, 98(1), 198-205.‏
Yuanyuan, M., Yali, Z., Jiang, L., & Hongbo, S. (2009). Roles of plant soluble sugars and their responses to plant cold stress. African Journal of Biotechnology, 8(10).‏