تاثیر کاربرد محلول‌پاشی نانوکمپوزیت کیتوزان- اسید سالیسیلیک بر گیاه نعنا سبز (mentha spicata l.) تحت تنش شوری در شرایط هیدروپونیک

کاربرد محرک‌های زیستی مانند نانوکمپوزیت‌ها برای کاهش اثرات نامطلوب شوری حائز اهمیت فراوانی است. به‌منظور بررسی اثرات سطوح مختلف تنش شوری و کاربرد نانوکمپوزیت کیتوزان اسید سالیسیلیک بر صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه نعنا سبز (mentha spicata l.)، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با 15 تیمار و چهار تکرار در شرایط گلخانه‌ای در طی سال 1398 در دانشگاه مراغه اجرا شد. فاکتور اول سطوح مختلف تنش شوری (صفر، 50 و 100 میلی‌مولار) و فاکتور دوم شامل (یک میلی‌مولار اسید سالیسیلیک)، 10 میلی‌گرم در لیترکیتوزان، مخلوط آبی یک میلی‌مولار+ 10 میلی‌گرم در لیتر کیتوزان و اسید سالیسیلیک و یک درصد جرمی حجمی نانوکمپوزیت کیتوزان اسید سالیسیلیک) بود. شوری باعث کاهش معنی‌دار پروتئین کل (84 درصد نسبت به تیمار شاهد)، شاخص کلروفیل (85 درصد نسبت به تیمار شاهد) و محتوای کاروتنوئید (82 درصد نسبت به تیمار شاهد) شد. از طرفی با افزایش سطح شوری مقادیر پرولین و پراکسید هیدروژن، در مقایسه با شاهد در سطح احتمال یک درصد افزایش یافت. به‌علاوه کاربرد نانوکمپوزیت کیتوزان اسید سالیسیلیک در شرایط تنش شوری موجب بهبود محتوای پروتئین، شاخص کلروفیل و محتوای کاروتنوئید گردید. همچنین، کاربرد نانوکمپوزیت منجر به کاهش مقادیر پراکسید هیدروژن و محتوای مالون‌دی‌آلدئید نسبت به تیمار 100 میلی‌مولار کلریدسدیم بدون محلول‌پاشی شد. بنابراین، کاربرد نانوکمپوزیت مورد مطالعه می‌تواند به‌عنوان روشی مناسب در جهت بهبود تحمل گیاه در شرایط تنش شوری مد نظر قرار گرفته و با انجام مطالعات تکمیلی‌تر و آزمون در شرایط مزرعه‌ای به بخش ترویج نیز پیشنهاد گردد.

The Effects of Foliar Application of Chitosan-Salicylic Acid Nanocomposite on Mentha spicata L. under Salinity Stress in Hydroponic Conditions

Introduction: Mentha spicata is one of the most widely consumed vegetables that is grown commercially worldwide. The essential oil and extracts of Mentha spicata are used in the cosmetics, food, and pharmaceutical industries. Salinity is one of the most important abiotic stresses that endanger plant growth and productivity. Salinity stress reduces the plant’s capacity to absorb water, creates ion imbalances, and induces oxidative stress in the plant due to the accumulation of ions such as sodium and chlorine at toxic levels in cells and tissues. Salicylic acid plays an important role in improving physiological activities and increasing plant resistance to biotic and abiotic stress factors. Chitosan as a biostimulant can improve plant growth and yield. Furthermore, the combined application of salicylic acid and chitosan is believed to ameliorate the salinity defects more efficiently. This study aimed to investigate the application of chitosansalicylic acid nanocomposite under salinity stress on the growth and some physiological traits of Mentha spicata in hydroponic culture. Matrrials and Methods: To investigate the effects of different levels of salinity stress and application of chitosansalicylic acid nanocomposite on the morphological and physiological traits of M. spicata, a factorial pot experiment based on a completely randomized design with four replications was performed at the University of Maragheh, Iran during 2019. Treatments used in this experiment included salicylic acid (1 mM), chitosan (10 mg L1), an aqueous mixture of chitosan and salicylic acid (1 mM and 10 mg L1), and 1% w/v chitosansalicylic acid nanocomposite. Results and Discussion: Salinity reduced the height of M. spicata compared to the control plants. However, foliar application of chitosansalicylic acid nanocomposite improved plant growth and increased plant height under nonsalinity conditions and different salinity levels compared to the controls. Salinity stress significantly reduced the fresh and dry weight of the M. spicata. The highest leaf chlorophyll index (56.9) was related to the treatment of 1% w/v of the chitosansalicylic acid nanocomposite. The highest amount of proline (20.6 µmol g1 fresh weight) was related to the treatment of an aqueous mixture of chitosan and salicylic acid at a salinity level of 100 mM sodium chloride. The highest content of malondialdehyde (2.93 nmol g1 fresh weight) was obtained in the treatment without foliar application and a salinity level of 100 mM. The highest protein content (1.81 mg g1) was related to the treatment with 1% chitosansalicylic acid nanocomposite and the treatment without salinity stress. Otherwise, the lowest amount (0.858 mg g1) for protein content belonged to the control and salinity of 100 mM. With increasing salinity levels, H2O2 content in the plant tissues increased. So that, the highest content for H2O2 was observed in the treatment without foliar application and salinity level of 100 mmol and, the lowest H2O2 content was recorded in the control treatment (without foliar application and salinity). Conclusions: The overall results revealed that salinity stress had a detrimental effect on the growth and some physiological traits of the Mentha spicata L., but the foliar application of salicylic acid and chitosan alone or in combination had a promising role in reducing the effects of salinity stress on the M. spicata. Considering the progressive salinity stress incidence in many parts of the world and Iran, it seems that the results of the present study can be proposed to the agricultural extension sections to use the resulting mixture in plant breeding programs under saline areas to possibly reduce the salinity adverse effects.