Studying the effects of salicylic acid and silicon on growth, yield and some physiological parameters of spring rapeseed under water limitation

Sajed Gollojeh, Kamel (2020) Studying the effects of salicylic acid and silicon on growth, yield and some physiological parameters of spring rapeseed under water limitation. Doctoral thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
51.pdf

Download (1MB)

Abstract

Research Aim: The use of nutrient nanoparticles and exogenous plant growth regulators by influencing plant physiological processes can play an important role in tolerance to water limitation. The aim of this study was to investigate the changes of growth, some physiological traits and seed yield of spring rapeseed in response to foliar spray of Nano-silicon dioxide (nSiO2) and salicylic acid (SA) under water limitation conditions. Research method: This experiment was conducted as a factorial split plot based on a randomized complete block design with four replications at the Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardebili, in 2017 and 2018 years. Water limitation treatments (control or full irrigation, irrigation withholding at stem elongation, flowering and seed formation stages), and foliar spray of silicon in form of Nano- silicon dioxide (nSiO2) at three levels (0, 60 and 300 mg.L-1) and salicylic acid (SA) at three levels (0, 0.5 and 2.5 mM). Findings: The results of combined analysis showed that the effect of year was significant on some of growth, physiology and seed yield components traits. Water limitation was caused to decrease of growth, yield and seed yield treats, so the foliar application resulting improvements of growth traits, yield and yield components of rapeseed plants. The results showed significant differences in both main and interaction effects of experimental factors on agro-physiological and biochemical characteristics as well as seed yield. Water limitation was caused to significantly decrease of plant height in both experiments years, whereas foliar application of nSiO2 and SA led to improve of this trait. In full irrigation, the highest value of relative water content (RWC) was obtained, especially with foliar spray 300 mg.L-1 nSiO2. The foliar spray 2.5 mM SA also caused the highest RWC than others treatments. Foliar Spray 300 mg.L-1 of nSiO2 with SA consumption resulted in the reduction of cell membrane injury (MI). In all irrigation treatments, 60 mg.L-1 nSiO2 with 0.5 and 2.5 mM SA and/or SA alone had the better resulted in photosynthetic pigments concentration. The proline content was considerably elevated in response withholding irrigation, also the maximum increase of catalase activity was observed at I3 condition when 300 mg.L-1 nSiO2 and 2.5 mM SA were applied. The maximum increase in guaiacol peroxidase activity was observed at I4 condition with application of 300 mg L-1 nSiO2 only with distilled water. The highest seed yield was obtained from applied of 300 mg.L-1 with 0.5 nSiO2 and or 2.5 mM of SA at normal irrigation (control treatment) and the lowest was belonged to non-foliar application especially under severity water limitation. Conclusion: Increasing in quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm), RWC and decreasing in MI was the positive effects of foliar application of nSiO2 alone and/or combined with SA especially at severity water limitation stress. Also applied of nSiO2 with low concentration of SA was caused to increasing antioxidant enzyme activity under severity water limitation. In term of seed yield, foliar spray was led to improve 38% in compared control at first experiment year. In second year, the highest seed yield was obtained at normal irrigation with high level of foliar application. The findings of this experiment demonstrated that exogenous application of Nano-silicon dioxide and salicylic acid can be alleviated the deleterious impacts of end-season water limitation. It was concluded that foliar spray nSiO2 and SA alone or combined in both conditions of irrigation and or water limitation showed a positive effect on physiological traits and seed yield, however a higher amount of nSiO2 could have a deterrent effect on the positive effects of SA. In conclusion, the foliar application of rather low concentrations of nSiO2 and SA around anthesis can ameliorate harmful effects of end-season water limitation and consequently improve final yield of spring canola.

Item Type: Thesis (Doctoral)
Persian Title: مطالعه اثرات اسید سالیسیلیک و سیلیکون بر رشد، عملکرد و برخی فراسنجه‌های فیزیولوژیک کلزای بهاره در شرایط محدودیت آب
Persian Abstract: هدف: استفاده از مواد مغذی با فن‌آوری نانو و تنظیم‌کننده‌های رشد ضمن تاثیر بر فرآیندهای فیزیولوژی گیاه می‌تواند در ایجاد تحمل به تنش آبی نقش مهمی ایفا کند. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات رشد، برخی صفات فیزیولوژیک و عملکرد دانه کلزای بهاره در واکنش به محلول‌پاشی برگی نانو دی اکسید سیلیکون و اسید سالیسیلیک تحت شرایط محدودیت آب بود. روش‌شناسی پژوهش: برای این هدف آزمایشی به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیل در سال‌های زراعی 1396 و 1397 اجراشد. تیمارهای محدودیت آب (شاهد یا آبیاری کامل، قطع آبیاری در مراحل ساقه‌روی، گلدهی و دانه‌بندی) و محلول‌پاشی سیلیکون به فرم نانودی‌اکسید سیلیکون (nSiO2) در سه سطح (صفر، 60 و300 میلی‌گرم در لیتر) و اسید سالیسیلیک (SA) در سه سطح (صفر، 5/0 و 5/2 میلی‌مولار) بودند. رقم هیبرید کلزا (Okapi × RGS) در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج تجزیه مرکب نشان داد که اثر سال بر برخی صفات رویشی، خصوصیات فیزیولوژیک و اجزای عملکرد دانه معنی‌دار بود. تنش محدودیت آب منجر به کاهش صفات رویشی، عملکرد و اجزای عملکرد دانه شد، با این حال کاربرد محلول‌پاشی منجر به بهبود این صفات شد. اثرات اصلی و متقابل فاکتورهای آزمایش روی خصوصیات زراعی، فیزیولوژیک و بیوشیمایی و همچنین عملکرد دانه تفاوت‌های معنی‌دار نشان داد. اعمال محدودیت آب باعث کاهش معنی‌دار ارتفاع بوته در هر دو سال آزمایش شد، در حالی‌که محلول‌پاشی nSiO2 و SA بویژه در شرایط محدودیت شدید آب توانست موجب بهبود این صفت شود. در آبیاری نرمال بخصوص با محلول‌پاشی 300 میلی‌گرم بر لیتر nSiO2 بالاترین محتوی نسبی آب برگ به‌دست آمد. محلول‌پاشی 5/2 میلی‌لیتر SA نیز بالاترین میزان این صفت را موجب شد. همچنین محلول‌پاشی با بالاترین سطح nSiO2 توأم با SA منجر به کاهش معنی‌دار خسارت غشاء سیتوپلاسمی (MI) شد. در کلیه تیمارهای آبیاری، کاربرد 60 میلی‌گرم بر لیتر nSiO2 با 5/0 و یا 5/2 میلی‌مولار SA به تنهایی نتایج بهتری در خصوص غلظت رنگیزه‌های فتوسنتزی داشتند. محتوی پرولین به طور قابل ملاحظه‌ایی در پاسخ به قطع آبیاری افزایش یافت، همچنین حداکثر افزایش فعالیت کاتالاز در شرایط قطع آبیاری در مرحله گلدهی به هنگام کاربرد بالاترین سطح محلول‌پاشی nSiO2 و SA ثبت شد. حداکثر فعالیت آنزیم پراکسیداز نیز در شرایط قطع آبیاری در مرحله ساقه‌روی و با کاربرد بالاترین سطح nSiO2 ثبت شد. بالاترین عملکرد دانه از کاربرد 300 میلی‌گرم بر لیتر نانودی اکسید سیلیکون به‌همراه 5/0 و یا 5/2 میلی‌مولار اسید سالیسیلیک در شرایط آبیاری نرمال بدست آمد. در شرایط تنش محدودیت آب، بدون محلول‌پاشی کمترین عملکرد دانه کلزا به‌دست آمد. نتیجه‌گیری: تنش محدودیت آب باعث کاهش صفات رویشی و محلول‌پاشی مواد نانو و اسید سالیسیلیک موجب بهبود این صفات شد. اعمال تنش در مرحله دانه‌بندی نسبت به آبیاری نرمال تاثیر معنی‌دار روی اجزای عملکرد دانه نداشت. نتیجه‌گیری شد محلول‌پاشی nSiO2 و SA به تنهایی و یا توأم در هر دو شرایط آبیاری نرمال و محدودیت آب تاثیر مثبت بر خصوصیات فیزیولوژیک، بیوشیمایی و عملکرد دانه نشان داد. هرچند مقادیر بالاتر nSiO2 اثرات بازدارندگی روی خصوصیات مثبت اسید سالیسیلیک داشت. افزایش عملکرد کوانتومی فتوسیستم II، RWC و کاهش MI از اثرات مثبت محلول‌پاشی nSiO2 به صورت تنها و یا توأم با SA بویژه در شرایط محدودیت آب بود. همچنین محلول‌پاشی nSiO2 توأم با غلظت پایین از SA موجب افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت تحت شرایط تنش شدید محدودیت آب شد. در خصوص عملکرد دانه، محلول‌پاشی موجب بهبودی 38 درصدی این صفت در مقایسه با عدم محلول‌پاشی در سال اول آزمایش شد. در سال دوم، بالاترین عملکرد دانه در شرایط آبیاری نرمال و کاربرد بالاترین سطح محلول‌پاشی بدست آمد. علی‌رغم اثرات مثبت محلول‌پاشی روی رشد، خصوصیات فیزیولوژیک و عملکرد دانه در کلزا، به نظر می‌رسد مقدار بالاتر nSiO2 می‌تواند نقش بازدارنده روی اثرات مثبت SA داشته باشد. از این‌رو کاربرد غلظت‌های نسبتاً پایین از nSiO2 و SA در طول گلدهی می‌تواند اثرات مخرب محدودیت شدید آب بر رشد گیاه را کاهش و عملکرد نهایی کلزا بهاره را بهبود بخشد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Khomari, SaiedUNSPECIFIED
Sheikhzade-Mosadegh, ParisaUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Sabaghnia, NaserUNSPECIFIED
Mohebodini, MehdiUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Plant Protection
Date Deposited: 26 Feb 2022 09:26
Last Modified: 26 Feb 2022 09:26
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/13367

Actions (login required)

View Item View Item