تاثیر محلول‌پاشی نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر پاسخ‌های بیوشیمیایی، رشد، عملکرد و میزان اسانس گیاه زنیان (carum copticum) تحت تنش شوری

شوری یکی از تنش‌های زیستی بسیار متداول است که رشد و تولید متابولیت‌های ثانویه گیاهان دارویی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. بنابراین، در این پژوهش تاثیر دو بار محلول‌پاشی نانو‌ذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر ویژگی‌های زراعی و میزان اسانس گیاه زنیان (carum copticum) تحت تنش شوری، در یک آزمایش گلدانی بررسی شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار اجرا شد. فاکتورها شامل سه سطح شوری (0، 50، و 100 میلی‌گرم در لیتر) و محلول‌پاشی نانو‌ذرات دی‌اکسید تیتانیوم در پنج سطح (0، 10، 20، 40، و 80 میلی‌گرم در لیتر) بودند. تیمار شوری با افزودن نمک به آب آبیاری و 3 بار در هفته آبیاری گلدان‌های حاوی خاک رسی اعمال شد. نتایج نشان داد که آبیاری درازمدت با آب با شوری ملایم به‌طور معنی‌داری باعث کاهش کلروفیل کل، ارتفاع، عملکرد ماده خشک، تعداد دانه در گیاه، وزن صد دانه و عملکرد دانه و افزایش پراکسیداسیون لیپید و فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز شد. تنش شوری در غلظت 50 میلی‌گرم در لیتر، تاثیر معنی‌داری بر درصد و عملکرد اسانس نداشت اما در غلظت 100 میلی‌گرم در لیتر، میزان اسانس در گیاه زنیان را 33/05 درصد کاهش داد. محلول‌پاشی نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم با غلظت 20 و 40 میلی‌گرم بر لیتر بیش‌ترین تاثیر مثبتی بر بهبود رشد و عملکرد دانه داشت و تحت تنش شوری با تشدید فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی به‌طور معنی‌داری پراکسیداسیون لیپید را کاهش داد. تحت شوری 100 میلی‌گرم در لیتر، محلول‌پاشی با 40 میلی‌گرم بر لیتر نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم، سبب بهبود محتوای اسانس (43/3 درصد) و عملکرد اسانس (59/7 درصد)، در مقایسه با شاهد این گروه شد. اثر محلول‌پاشی غلظت 80 میلی‌گرم بر لیتر نانو‌ذرات دی‌اکسیدتیتانیوم بر بیش‌تر ویژگی‌های ذکرشده و میزان اسانس گیاه کم‌تر از اثر غلظت 20 و 40 میلی‌گرم بر لیتر نانو‌ذرات بود. بنابراین استفاده از غلظت مناسب نانو‌ذرات دی‌اکسید تیتانیوم، تحمل گیاه و عملکرد دانه و اسانس تحت تنش شوری را بهبود می‌ بخشد.

The Effect of Foliar Spraying TiO2 Nanoparticles on Biochemical Responses, Growth, Yield and Essential Oil Content of Ajowan (Carum copticum) under Salinity Stress

Salinity is one of the most common abiotic stresses that affects growth and secondary metabolism in medicinal plants. In this study, the effects of two times foliar application of nano titanium dioxide on some agronomic traits of ajowan (Carum copticum) under salinity stress was investigated in a pot experiment. This study was conducted as a factorial experiment with completely randomized design and three replications. The factors included three levels of salinity (0, 50, and 100 mg L1) and 5 concentrations of TiO2 nanoparticles (0, 10, 20, 40, and 80 mg L1). Salinity treatments were implemented by adding NaCl to irrigation water of pots containing clay soil three times per week. The results showed that longterm irrigation with slightly saline water significantly decreased dry matter yield, height, total chlorophyll, weight of 100 seeds, number of seeds per plant, and seed yield and increased lipid peroxidation and the activities of catalase ( CAT ) and peroxidase (POX). Impact of 50 mg L1 salt was not significant on essential oil percentage and essence yield; but 100 mg L1 salt significantly (33.1%) decreased essential oil content. Foliar spraying of plants with 20 and 40 mg L1 nano titanium dioxide had the most positive impact on growth and seed yield and significantly lowered lipid peroxidation via enhancing the activities of antioxidant enzymes under salt stress. Foliar spraying with 40 mg L1 nano titanium dioxide significantly improved essential oil concentration (43.3%) and total essential oil yield (59.7%) under 100 mg L1 salinity condition. The effect of foliar spraying with 80 mg L1 nano titanium dioxide on some of the measured attributes was less than the impact of applying 20 and 40 mg L1 nano titanium dioxide. These results suggest that foliar application of nano titanium dioxide with appropriate concentration improves salt tolerance, seed yield and essential oil content in ajowan.