مقایسه اثر زیادی آهن و کاربرد سیلیکون بر فلورسانس کلروفیل بخش هوایی و تغییرات تکوینی ریشه دانه‌رست‌های گیاه برنج

افزایش اسیدیته در شرایط کشت غرقابی زمین‌های برنج، سبب بالارفتن حلالیت و جذب سیلیکون و آهن می‌شود. این پژوهش با هدف مقایسه اثرات کاربرد سیلیکون (1.5 میلی‌مولار به صورت سیلیکات سدیم) و آهن اضافی (150 میلی‌گرم در لیتر به صورت feedta) بر تغییرات صفات فیزیولوژیکی گیاه برنج انجام شد. بعد از 7 روز در گیاهان تیمار شده با 1.5 میلی‌مولار سیلیکون، حداقل و حداکثر میزان فلورسانس کلروفیل a در شرایط تاریکی، فلورسانس متغیر و خاموشی غیر فتوشیمیایی فتوسیستمii به ترتیب 27، 20، 19 و 8 درصد افزایش یافت، اما در دانه‌رست‌های برنج تیمارشده با آهن 150 میلی‌گرم در لیتر کاربرد سیلیکون باعث کاهش 23 درصدی حداکثر فلورسانس کلروفیل a در شرایط نوری و افزایش حدود 55 درصدی خاموشی غیر فتوشیمیایی فتوسیستمii شد. در گیاهان تیمار شده با سیلیکون نسبت به گیاهان شاهد، مقدار سیلیکون ریشه و بخش هوایی، آهن ریشه و بخش هوایی و کلسیم بخش هوایی به ترتیب 14، 20، 88، 33 و 8 درصد افزایش و مقدار کلسیم ریشه 11 درصد کاهش یافت. در برش عرضی نوک ریشه گیاهان تیمار شده با آهن اضافی نیز نسبت مساحت پوست به پروتوزایلم افزایش معنی‌داری نشان داد. سیلیکون با افزایش ظرفیت فتوسنتزی و بهبود درصد آب نسبی سبب تحریک بیشتر رشد گیاهان شد، در حالی که زیادی آهن با کاهش عملکرد کوآنتومی و کاهش موازنه آب و افزایش ترکیبات دیواره‌ای در مناطق جوان‌تر ریشه مقدار رشد گیاهان را کاهش داد. کاربرد سیلیکون در کاهش میزان انباشتگی آهن در گیاهان اثری نداشت و نتوانست اثرات سمیت آهن در کاهش رشد را تخفیف دهد.

Comparison of effects of Iron Excess and Application of Silicon on Fluorescence of Chlorophyll in Shoot and Developmental Changes in Root of Rice seedlings

Induction of soil acidity in the condition of waterlogging in rice fields increases the solubility and uptake of silicon and iron. In this research, the effects of 1.5 mM silicon (in the form of sodium silicate) and extra iron (150 mgL1 as FeEDTA) on physiological parameters of the rice plants were evaluated. After 7 days, in plants treated with 1.5 mM silicon, the minimum and maximum of chlorophyll fluorescence in dark conditions, variable fluorescence and nonphotochemical quenching of PSII increased by 27, 20, 19 and 8 percent respectively, but application of silicon in seedling treated with 150 mgL1 Fe reduced the maximum fluorescence by 23% in light conditions and increased about 55% nonphotochemical quenching of PSII. In plants treated with silicon, the amount of root and shoot Si, root and shoot iron and calcium of shoot were increased by 14, 20, 88, 33 and 8 percent, respectively, and the calcium content of root decreased by 11 percent. In the cross section of the root tip of plants treated with 150 mg L1 iron, the ratio of cortex area to protoxylem area increased significantly compared to the control plants. This study showed that Si induced growth of plants by increasing of photosynthesis capacity and improving relative water content, however, Fe excess decreased growth due to the reduction of quantum yield, decline in water equilibrium and increase of cell wall components in younger parts of roots. Silicon application did not decrease Fe accumulation in plants and could not mitigate effects of iron toxicity on plant growth.