بخشی از مقاله
مقدمه
نیترات از مهمترین منابع جذب نیتروژن در سبزیهای برگی به شمار میرود. کاهو و اسفناج به عنوان یکی از مهمترین اجزای رژیم غذایی، از بیشترین انباشگرهای نیترات محسوب میشوند تقریباً 72 تا 94 درصد میانگین مصرف روزانه بشر به نیترات را به خود اختصاص میدهند - سانتاماریا،. - 2006 تاکنون پژوهشهای زیادی روی کاهش انباشت نیترات در سبزیها صورت گرفته است در اغلب این پژوهشها عوامل مؤثر بر انباشت نیترات در سه گروه عوامل تغذیهای، ژنتیکی و محیطی بررسی شدهاند - سانتاماریا، . - 2006 عنصر روی به عنوان یکی از مهمترین عناصر کم مصرف جایگاه ویژهای در رشد گیاهان دارد. نقش این عنصر از واکنشهای بسیار ساده تا پیچیده را در بر میگیرد و صرف نظر از جایگاه آن به عنوان یک عامل تغذیهای مهم در چرخه زندگی گیاهان در بسیاری از سیستمهای آنزیمی گیاه نقش کاتالیزوری، فعال کننده و یا ساختمانی دارد - کیتاگیشی و اوباتا، . - 1986 براساس نتایج مالاگولی و همکاران - لی، 1993؛ مالاگولی و همکاران، - 2004 نقش عنصر روی در کاهش انباشت نیترات بسته به نوع گونهی گیاهی مربوط به نقش این عنصر در کنترل اینفلاکس1 نیترات - جریان به درون نیترات - و میزان فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در گیاهان است. احمد و همکاران نشان دادند که افزایش کاربرد روی به محیط رشد گیاه، با تسهیل در جذب نیترات و انتقال بیشتر آن به اندامهای هوایی و افزایش سوخت و ساز گیاه و در نهایت با احیای بیشتر نیترات منجر به کاهش انباشت آن در برخی از گیاهان شده است. مطالعات - هوآنگ و همکاران، - 2011 نشان داد که میزان اینفلاکس نیترات به گیاه تا حد زیادی تابع غلظت این یون در محیط بیرون است. به گونهای که با افزایش غلظت نیترات در محیط، میزان اینفلاکس نیترات به گیاه و همچنین غلظت آن در اندامهای گیاهی، افزایش خواهد یافت. هدف این مقاله بررسی اثر عنصر روی بر اینفلاکس نیترات و فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز و ارتباط این دو پارامتر با انباشت نیترات در دو گیاه کاهو و اسفناج میباشد.
مواد و روشها
این آزمایش گلخانهای در محیط آبکشت، در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1391به اجرا درآمد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در دو سطح روی 7 - و 50 میکروگرم در لیتر - و دو برداشت 29 - و 46 روز پس از انتقال نشاء ها به محلول غذایی - با سه تکرار بر روی دو گیاه کاهو - Lactuca sativa L. - و اسفناج - Spinacia oleracea L. - در محلول غذایی تغییر یافته هوگلند و آرنون انجام گرفت. منبع نیتروژن به صورت نیترات - با غلظت 20 میل- مول در لیتر - از دو نمک نیترات کلسیم و نیترات پتاسیم و روی نیز در دو سطح 7 و 50 میکروگرم در لیتر از منبع سولفات روی تأمین شد. ابتدا بذور کاهو و اسفناج در گلدانهایی حاوی مخلوط کوکوپیت، پرلیت و ماسه به ترتیب با نسبتهای حجمی 0/25، 0/25 و 0/5 کشت شدند. بعد از 23 روز، نشاءها در مرحله دو تا سه برگی به داخل ظرفهای بیست و پنج لیتری حاوی محلول هوادهی شده هوگلند و آرنون انتقال یافتند. به طوری که در هر ظرف برای برداشت اول 14 و برای برداشت دوم 7 گیاه مستقر گردید. محلولغذایی هر هفته یکبار براساس سنجش سطح نیترات، pH و EC تعویض می-گردید. سطح محلول نیز در صورت کاهش حجم، با آب مقطر به حجم رسانده میشد، میانگین دمای گلخانه در روز و شب به ترتیب حدود 25 و 16 درجه بود.
نمونههای گیاهی خشک شده بعد از توزین، توسط آسیابکاملاً پودر شد و مقدار 0/1 گرم از هر نمونه توزین و 20 سی سی اسید استیک 2 درصد به آن اضافه شد و به مدت نیم ساعت شیک گردید و بعد از عصارهگیری با کاغذ صافی واتمن 42، میزان نیترات موجود در عصاره با روش دیآزو و دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 540 نانومتر بر حسب میلیگرم نیترات در گرم وزن خشک گیاهی2 اندازه گیری گردید. مقدار جریان به درون - In - توسط فرمول ویلیامز محاسبه شد.
که در این معادله، : In جریان به درون خالص - ʽm cm-1 s-1 - ، U :جذب توسط گیاه - ʽmol plant-1 - ، : RL طول ریشه - cm - ، : t زمان - S - و اندیس 1 و 2 نشان دهنده دو برداشت متوالی است. پس از اندازهگیری ها و ثبت نتایج، دادههای خام توسط نرم افزار MSTAT-C مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. برای مقایسه میانگینها از آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال 5 درصد استفاده شد و رسم نمودارها نیز توسط نرم افزار صورت گرفت.
نتایج و بحث
وزن خشک و غلظت نیترات اندام هوایی نتایج نشان داد - شکل - 1 با افزایش غلظت روی در محلول غذایی وزن خشک اندام هوایی کاهو و اسفناج در زمان برداشت دوم کاهش یافت.
شکل.1 وزن خشک اندام هوایی کاهو و اسفناج در دو سطح روی و دو برداشت
بررسی غلظت نیترات در اندام هوایی کاهو و اسفناج - جدول - 1 نشان داد که در هر دو برداشت غلظت نیترات در اندام هوایی کاهو بیشتر از اسفناج بوده است.
جدول.1 اثر متقابل سطح روی و نوع گیاه بر غلظت نیترات اندام هوایی
در هر ستون و در هر فاکتور، میانگینهای دارای حداقل یک حرف لاتین مشترک، با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیدار ندارند.
با افزایش غلظت روی در محلول غذایی، غلظت نیترات در هر دو زمان برداشت کاهش یافت. افزایش سطح روی در هر دو زمان برداشت موجب کاهش غلظت نیترات در اندام هوایی کاهو شد، در صورتی که با افزایش سطح روی، غلظت نیترات در اندام هوایی اسفناج در زمان برداشت اول و دوم افزایش یافت - جدول. - 1 این نتایج با نتایج سانتاماریا در سال 2006 مطابقت دارد.
اینفلاکس نیترات و فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز
اینفلاکس نیترات در بازه زمانی بین برداشت اول و دوم نشان داد - شکل - 2 که اینفلاکس نیترات در گیاه کاهو به طور معنیداری بیشتر از اسفناج است همین تفاوت زیاد موجب افزایش غلظت نیترات در کاهو نسبت به اسفناج شده است - جدول. - 1 نتایج نشان داد که با افزایش سطح روی در محلول، اینفلاکس نیترات در کاهو به طور معنیداری کاهش یافت در حالیکه اینفلاکس نیترات در اسفناج با افزایش سطح روی افزایش یافت.
شکل.2 اینفلاکس نیترات در کاهو و اسفناج در دو سطح روی
بررسی فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در اندام هوایی کاهو و اسفناج - شکل - 3 نشان داد که با افزایش سطح روی در محلول، فعالیت آنزیم در هر دو گیاه و زمان برداشت به طور معنیداری افزایش یافت. بیشترین فعالیت آنزیم برای هر دو گیاه در زمان برداشت اول مشاهده شد. به همین دلیل انباشت نیترات در برداشت اول به طور معنی-داری کمتر از برداشت دوم بوده است با افزایش سطح روی و کاهش اینفلاکس نیترات و افزایش فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در کاهو، انباشت نیترات در اندام هوایی کاهو کاهش یافت. در صورتی که در گیاه اسفناج با افزایش غلظت روی و افزایش فعالیت
