پاسخ‌های فیزیولوژیکی گیاه توت‌فرنگی به کاربرد تغذیه‌ای میکرو و نانوذرات سیلیسیم

سیلیسیم یکی از عناصر غذایی مفید برای اکثر گیاهان محسوب می شود. سیلیسیم باعث افزایش تولید و کیفیت محصول شده و نقش مهمی در مقاومت گیاه در برابر تنش های محیطی دارد. با پیشرفت علم و تولید عناصر در مقیاس نانو، کاربرد آن ها در صنایع مختلف و از جمله کشاورزی مطرح شده است. این پژوهش به صورت یک آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و چهار گیاه در هر تکرار اجرا گردید. ذرات دی اکسید سیلیسیم در دو مقیاس میکرو و نانو در غلظت های صفر، 20، 40، 60 و 80 میلی گرم در لیتر و به دو روش محلول پاشی برگی و محلول دهی ریشه ای در دو مرحله (مرحله اول در زمان 5-4 برگی و مرحله دوم دو هفته پس از پایان اعمال تیمار مرحله اول) روی گیاهان      توت فرنگی اعمال شدند. محتوای رطوبت نسبی برگ، کربوهیدرات برگ و میوه، نیترات برگ و میوه، کلروفیل (a، b، کل)، کاروتنوئید ها و فعالیت آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که تیمارها اثر معنی داری بر محتوای رطوبت نسبی برگ و نیترات میوه نداشتند، ولی کاربرد سیلیسیم کربوهیدرات محلول برگ و میوه و نیز نیترات کل برگ را به طور معنی داری افزایش داد. سیلیسیم به خصوص در مقیاس نانو سبب افزایش معنی دار کلروفیل های a، b و کل گردید، ولی بر میزان کاروتنوئید ها تاثیر معنی داری نداشت. کاربرد سیلیسیم باعث افزایش معنی دار فعالیت آنزیم کاتالاز گردید، ولی بر فعالیت آنزیم پراکسیداز تاثیر معنی دار نداشت. در کل کاربرد نانوسیلیسیم در مقایسه با میکروسیلیسیم و شاهد اثرات مثبت بهتری روی صفات فیزیولوژیکی گیاه توت فرنگی داشت. به طور کلی جهت تولید گلخانه ای توت فرنگی در بستر کشت بدون خاک، غلظت 60 میلی گرم در لیتر نانو سیلیسیم به صورت محلول دهی ریشه ای قابل توصیه است.

physiological responses of strawberry plant to the nutritional application of silicon micro- and nanoparticles

silicon (si) is regarded as one of the beneficial nutrient elements for most plants. si increases the yield and crop quality and plays an important role in plant resistance against the environmental stresses. with science development and nanoparticle production, their application in different industry such as agriculture has gained much atlention. this research was conducted in a factorial experiment based on a completely randomized design with 3 replications and 4 plants in each replicate. foliar spray and root application were carried out using 20, 40, 60 and 80 mg l-1 micro- and nano-sio2 at two growth stages (the first stage in 4-5 leaves of plants and second stage two weeks after first stage). physiological characteristics including leaf relative water content, leaf and fruit carbohydrate, leaf and fruit nitrate, chlorophyll (a, b, total) and carotenoied and activity of catalase and peroxidase were measured. the results showed that applied treatments did not have any significant effect on leaf relative water content and fruit nitrate, but application of silicon increased significantly leaf and fruit carbohydrate as well as leaf nitrate. silicon, particularly at the nanoscale, led to a significant increase of chlorophyll a, b and total, but had no significant effect on the amount of carotenoid. application of silicon led to a significant increase of catalase activity, but had no significant effect on the activity of peroxidase. totally, application of nano-silicon in comparison with the control and mico-silicon had the positive effects on physiological characteristics of strawberry plants. overall, in hydroponic culture and greenhouse production of strawberries, according to the results of this research, the application of 60 mg l-1 nano-sio2 through the root apply method is recommended.