 
				| تعداد نشریات | 45 | 
| تعداد شمارهها | 1,416 | 
| تعداد مقالات | 17,490 | 
| تعداد مشاهده مقاله | 56,503,137 | 
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 18,746,020 | 
| تاثیر سه شدت نور و دیاکسیدکربن بر خصوصیات رشدی و بیوشیمیایی ریحان (Ocimum basilicum) در شرایط آبکشت | ||
| دانش کشاورزی وتولید پایدار | ||
| دوره 35، شماره 3، 1404، صفحه 171-186 اصل مقاله (722.31 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/saps.2024.58270.3105 | ||
| نویسندگان | ||
| صاحبعلی بلندنظر* 1؛ قاسم شکاری2؛ سعیده علیزاده سالطه3؛ جعفر حاجیلو4 | ||
| 1دانشگاه تبریز دانشکده کشاورزی گروه علوم باغبانی | ||
| 21- دانشجوی دکتری، گروه باغبانی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
| 3عضو هیئت علمی گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز | ||
| 4گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز | ||
| چکیده | ||
| مقدمه و اهداف: ریحان یکی از مهمترین گیاهان متعلق به خانواده نعناعیان است امروزه بهخوبی اثبات شده است که دیاکسیدکربن نقش مهمی را در رشد محصولات کشاورزی بازی میکند و  نور منبع انرژی گیاه است. نور و دیاکسیدکربن از عوامل مهم محیطی قابل تنظیم در تولید محصولات گلخانه ای هستند. در این تحقیق، تاثیر غلظت-های مختلف دیاکسیدکربن و شدتهای مختلف نور بر خصوصیات رشدی گیاه دارویی ریحان  در شرایط کشت هیدروپونیک به منظور رسیدن به حداقل زمان ممکن برای تولید گیاه با اندازه معین بررسی  شد.   هدف اصلی این تحقیق افزایش کمیت و کیفیت در ریحان همچنین بررسی تأثیر دی اکسیدکربن و نور مصنوعی بر خصوصیات رشد و نموی گیاه ریحان بررسی کارایی جذب عناصر و بررسی تأثیر همزمان دی اکسیدکربن و نور مصنوعی بر بهبود خصوصیات رشدی بود مواد و روشها: این پژوهش در آزمایشگاه فیزیولوژی سبزی دانشگاه تبریز انجام شد،این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتور اول نور در سه سطح 78، 156 و 234 میکرو مول بر متر مربع در ثانیه که لامپها با کارایی مصرف بالا و از نوع ال ای دی بود و در ارتفاع 40 سانتیمتری بالای گیاه قرار گرفت. و فاکتور دوم دیاکسیدکربن در 3 سطح دیاکسیدکربن محیط، دیاکسیدکربن 750 میلیگرم در لیتر و 1500میلیگرم در لیتر میباشد که از منبع دیاکسیدکربن خالص خوراکی با خلوص 99.99 درصد استفاده شد برای تزریق از دو سیلندر 4 لیتری، یک شیر برقی و ریگلاتور تنظیم همچنین سنسور سنجش میزان دیاکسیدکربن استفاده شد که ساخت شرکت یونی تی تایوان بوده به منظور تهیه نشاء، بذرهای ریحان رقم جنووز (Genovese) در سینیهای کشت (دارای سلولهای جداگانه) حاوی پیت و پرلایت با نسبت 60:40 کشت با حجم 90 سی سی شد و جهت تغذیه نشاءها محلول غذایی هوگلند کامل از پایان هفته اول کشت هر سه روز یکبار مورد استفاده قرار گرفت. دمای روز 26 درجه سلسیوس و دمای شب 21 درجه سلسیوس بود. میزان رطوبت متوسط محیط 65 درصد و گردش هوای درون اتاق به صورت مداوم انجام شد. در این آزمایش وزن تر و خشک گیاه (بیوماس)، شاخص سطح برگ، محتوی کلروفیل، کارتنوئید، جذب نیتروژن، نیترات و شاخص سطح برگ مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: نشان داد که افزایش شدت نور و غلظت دی اکسید کربن منجر به افزایش معنی دار در سطح برگ، ارتفاع بوته، وزن تر و خشک شاخساره (بیوماس اندام هوایی)، تعداد برگ، محتوی کلروفیل، کارتنوئید، میزان تجمع نیترات، درصد مواد جامد محلول و جذب نیتروژن شد. به این صورت که در تیمار 1500 میلیگرم در لیتر دیاکسیدکربن همراه 234 میکرو مول بر متر مربع در ثانیه نور مقدار وزن خشک اندام هوایی ، وزنتراندام هوایی، کارتنوئید، کلروفیل، ارتفاع گیاه، سطح برگ، تعداد برگ و نیتروژن به ترتیب280، 100، 160، 123، 100، 163، 128، 24 درصد افزایش یافت. و در تیمار نور 156 میکرو مول بر متر مربع در ثانیه و دیاکسیدکربن 1500 میلیگرم در لیتر مقدار مواد جامد محلول 76 درصد افزایش یافت. همچنین در نور 234 میکرو مول بر متر مربع در ثانیه و دیاکسیدکربن 500 میلیگرم در لیتر نیترات 115 درصد افزایش یافت. نتیجهگیری: نتایج این مطالعه نشان داد که تزریق دیاکسیدکربن و نور روی رشد گیاه ریحان اثر مثبت داشته و بهترین نتایج با شدت 234 میکرو مول بر متر مربع در ثانیه و دیاکسید کربن 1500 میلیگرم رخ داد. البته درتیمارشدت نور 156 نیز نتایج قابل قبول بدست آمد، که تفاوت زیادی با گیاهان شاهد داشت. دیاکسید کربن برای ایجاد اثر مثبت نیازمند فراهم بودن شرایط نوری هست در حالی که نور برای ایجاد اثر مثبت نیازمند دیاکسید کربن نبود لذابه منظور رسیدن به بالاترین کیفیت و کمیت تیمار نور 156 و 234 میکرو مول بر متر مربع در ثانیه همراه با 1500 میلیگرم بر لیتر دیاکسیدکربن بهترین اثر را خواهد داشت. | ||
| کلیدواژهها | ||
| دیاکسید کربن؛ نور مصنوعی؛ ریحان؛ هیدروپونیک؛ ماده خشک | ||
| مراجع | ||
| Ainsworth E and A Rogers. 2007. The response of photosynthesis and stomatal conductance to rising [CO2]: mechanisms and environmental interactions. Plant cell & environment, 30(3):258-270. oi.org/10.1111/j.1365-3040.2007.01641. x. Al Jaouni S, Saleh A, Wadaan M, Hozzein W, Selim S and Abdelgavad H. 2018. Elevated CO2 induces a global metabolic change in basil (Ocimum basilicum L.) and peppermint (Mentha piperita L.) and improves their biological activity. Journal of plant physiology, 224: 121-131. doi: 10.1016/j.jplph.2018.03.016. Amaki W and Kunii M. 2015. Effects of light quality on the flowering responses in Kalanchoe blossfeldiana. Acta Horticuturae, 1107: 279-284. doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1107.38 Barickman T, Adhikari B, Sehgal A, Walne C, Reddy K, and Gao W. 2021. Drought and Elevated CarbonDioxide Impact the Morphophysiological Profile of Basil (Ocimum basilicum L.). Crops, 1(3): 118-128. doi.org/10.3390/crops1030012. Baslam M, Morales F, Garmendia I and Goicoechea N. 2013. Nutritional quality of outer and inner leaves of green and red pigmented lettuces (Lactuca sativa L.) consumed as salads. Scientia Horticulturae, 151: 103–111 doi10.1016/j.scienta.2012.12.023. Bazzaz F. 1990. The Response of Natural Ecosystems to the Rising Global CO2 Levels. Annual Review of Ecology and Systematics. Annual Reviews, 21: 167-196. doi: 10.1146/annurev.es.21.110190.001123. Bremner J. 1960. Determination of nitrogen in soil by the Kjeldahl method. The Journal of AgriculturalScience, 55(1): 11-33.doi: 10.1017/S0021859600021572. Brown A, Slabas A and Rafferty J. 2010. Fatty acid biosynthesis in plants metabolic pathways, structure and organization. Lipids Photosynth, 30: 11–34. doi: 10.1007/978-90-481-2863-1_2. Bunce J.2004. Carbon dioxide effects on stomatal responses to the environment and water use by crops under field conditions. Journal of American Society for Horticultural Science.140:1–10.doi: 10.21273/JASHS.115.3.364. Desjardins Y, Gosselin A and Lamnarre M. 1990. Growth of transplants and in vitro-cultured clones of asparagus in response to CO2 enrichment and supplemental lighting. Journal of American Society for Horticultural Science.115:364- 368. doi: 10.21273/JASHS.115.3.364. Dong J, Gruda N, Lam S, Li X and Duan Z. 2018. Effects of elevated CO2 on nutritional quality of vegetables: a review. Frontiers in plant science, 9: 924. doi.10.3389/fpls.2018.00924. Dou H, Niu G, Gu M, and Masabni J. (2018). Responses of Sweet Basil to Different Daily Light Integrals in Photosynthesis, Morphology, Yield, and Nutritional Quality. HortScience, 53(4), 496-503. Retrieved May 1, 2024, from https://doi.org/10.21273/HORTSCI12785-17. Fierro A, Gosselin A and Tremblay N. 1994. Supplemental Carbon Dioxide and Light Improved Tomato and Pepper Seedling Growth and Yield." HortScience, 29(3): 152-154. doi:10.21273/HORTSCI.29.3.152. Fraszczak B, Golcz Zawirska A, Wojtasiak R and Janowska B. 2014. Growth rate of sweet basil and lemon balm plants grown under fluorescent lamps and LED modules. Acta Scientiarum Polonorum Hortorum Cultus, 13: 3– 13. Gillig S, Heinemann R, Hurd G, Pittore K and Powell D. 2008. Response of basil (Ocimum basilicum) to increased CO2 levels. E&ES359 Global Climate Change, Johan Varekamp; Wesleyan University: Middletown, CT, USA. http://dx.doi.org/10.3390/metabo13010085. Hao X and Athanasios P. 1999. Effects of supplemental lighting and cover materials on growth, photosynthesis, biomass partitioning, early yield and quality of greenhouse cucumber. Scientia Horticulturae, 80(1-2): 1-18. http://dx.doi.org/10.1016/S0304-4238(98)00217-9. Hirse T and Bazzaz F. 1996. Trade-off Between Light and Nitrogen-use Efficiency in Canopy Photosynthesis. Annals of Botany, 82: 195–202. http://dx.doi.org/10.1006/anbo.1998.0668. Holley J, Mattson N, Ashenafi E and Nyman M. 2022. The Impact of CO2 Enrichment on Biomass, Carotenoids, Xanthophyll, and Mineral Content of Lettuce (Lactuca sativa L.). Horticulturae, 8, 820. Huang Y, Eglinton G, Ineson P, Bol R and Harkness D. 1999. The effects of nitrogen fertilisation and elevated CO2 on the lipid biosynthesis and carbon isotopic discrimination in birch seedlings (Betula pendula). Plant Soil, 216(1–2); 35–45. http://dx.doi.org/10.1023/A:1004771431093. Hurd R and Thomley J. 1972. An analysis of the growth of young tomato plants in water culture at different light integral and C02 concentrations: I. Physiological aspects. Annals of Botany, 38:375-388. http://dx.doi.org/10.1093/oxfordjournals.Annals of Botany.a084822. Jung D, Kim D, Yoon H, Moon T, Park K and Son J. 2016. Modeling the canopy photosynthetic rate of romaine lettuce (Lactuca sativa L.) grown in a plant factory at varying CO2 concentrations and growth stages. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 57(5): 487-492. http://dx.doi.org/10.1007/s13580-016-0103-z. Kang H, KrishnaKumar S, Atulba SS, Jeong BR and Hwang SJ.2013. Light intensity and photoperiod influence the growth and development of hydroponically grown leaf lettuce in a closed-type plant factory system. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 54(6): 501-509. https://doi.org/10.1007/s13580-013-0109-8. Larios B, Agüera E, de la Haba P, Pérez-Vicente R and Maldonado J. 2001. A shortterm exposure of cucumber plants to rising atmospheric CO2 increases leaf carbohydrate content and enhances nitrate reductase expression and activity. Planta, 212 (2): 305–312. http://dx.doi.org/10.1007/s004250000395. Larsen D, Woltering E, Nicole C and Marcelis L. 2020. Response of Basil Growth and Morphology to Light Intensity and Spectrum in a Vertical Farm. Frontiers in Plant Science. 2020 Dec 4;11:597906. doi: 10.3389/fpls.2020.597906. PMID: 33424894; PMCID: PMC7793858. Lea US, Leydecker M, Quilleré I, Meyer C and Lillo C. 2006. Posttranslational regulation of nitrate reductase strongly affects the levels of free amino acids and nitrate, whereas transcriptional regulation has only minor influence. Plant Physiolgy. American. Society. Plant Biology,140(3): 1085– 1094.doi.org/10.1104/pp.105.074633. Li X, Zhang G, Sun B, Zhang S, Zhang Y, Liao Y, Zhou Y, Xia X, Shi K and Yu J. 2013. Stimulated leaf dark respiration in tomato in an elevated carbon dioxide atmosphere. Nature Publishing Group Sciences. Reports, 3: 3433. http://dx.doi.org/10.1038/srep03433. Liu JX, Zhang DQ, Zhou G, FaivreVuillin B, Deng Q and Wang CL. 2008. CO2 enrichment increases nutrient leaching from model forest ecosystems in subtropical China. Biogeosciences Discussions, 5:2679–2706. http://dx.doi.org/10.5194/bgd-5-2679-2008. Lotfiomran N, Kohl M and Fromm J. 2016. Interaction effect between elevated CO2 and fertilization on biomass, gas exchange and C/N ratio of European beech (Fagus sylvatica L.). Plants, 5(3): 38. http://dx.doi.org/10.3390/plants5030038. Matt P, Geiger M, Walch-Liu P, Engels C, Krapp A and Stitt M. 2001. Elevated carbon dioxide increases nitrate uptake and nitrate reductase activity when Tobacco is growing on nitrate, but increases ammonium uptake and inhibits nitrate reductase activity when tobacco is growing on ammonium nitrate. Plant Cell Environment, 24 (11): 1119–1137. http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-3040.2001.00771.x. Morgan JV. 1986. Chemical and environmental control of growth during propagation of tomato plants for transplanting. Acta Horticulture, 190:523-530. http://dx.doi.org/10.1016/0304-4238(93)90137-F. Mortensen LM and Moe R. 1983. Growth responses of some greenhouse plants to environment. VI. Effect of CO2 and artificial light on growth of Chrysanthemum morfolium Ramat. Scientia Horticulturae, 19(1/2):141–147. Nájera C and Urrestarazu M. 2019. Effect of the Intensity and Spectral Quality of LED Light on Yield and Nitrate Accumulation in Vegetables. Hort Science Hortci, 54(10): 1745- 
 Nilsen S, Hovland K, Dons C and Sletten SP. 1983. Effect of CO2 enrichment on photosynthesis, growth and yield of tomato Scientia Horticuturae. 20: 1-14. https://doi.org/10.1016/0304-4238(83)90106-1. Nunes-Nesi A, Fernie AR and Stitt M. 2010. Metabolic and signaling aspects underpinning the regulation of plant carbon nitrogen interactions. Molecular Plant, 3 (6): 973–996. Pan T, Ding J, Qin G, Wang Y, Xi L, Yang J, Li J, Zhang J and Zou Z. 2019. Interaction of Supplementary Light and CO2 Enrichment Improves Growth, Photosynthesis, Yield, and Quality of Tomato in Autumn hrough Spring Greenhouse Production. Hort Science Hortci, 54(2): 246- 252. https://doi.org/10.21273/HORTSCI13709-18. Radetsky L, Patel J S and Rea MS. 2020. Continuous and Intermittent Light at Night, Using Red and Blue LEDs to Suppress Basil Downy Mildew Sporulation. Hort Science Hortsci, 55(4): 483- 486. https://doi.org/10.21273/HORTSCI14822-19. Radoglou K M and Jarvis PG. 1990. Effects of CO2 Enrichment on Four Poplar Clones. I. Growth and Leaf Anatomy, Annals of Botany,65(6): 617–626. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a087978. Riachi L and De Maria C. 2015. Peppermint antioxidants revisited. Food Chem. 176,72–81. Sage RF, Sharkey TD and Seemann JR. 1989. Acclimation of Photosynthesis to Elevated CO(2) in Five C(3) Species. Plant Physiolgy, 89(2):590-6. doi: 10.1104/pp.89.2.590. Shenping Xu, Xiaoshu Z, Chao L and Qingsheng Ye. 2014. Effects of CO2 enrichment on photosynthesis and growth in Gerbera jamesonii Scientia Horticulturae, 177: 77-84. doi.org/10.1016/j.scienta.2014.07.022. Shuyang Z and Van-lersel M. 2017. Far-red light is needed for efficient photochemistry and photosynthesis. Journal of Plant Physiology, 209: 115-122. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2016.12.004. Sipos L, Boros IF, Csambalik L, Székely, G. Jung A and Balázs L. 2020. Horticultural lighting system optimalization: a review Scientia Horticulturae, 273: 109631. doi.10.1016/j.scienta.2020.109631. Tabatabaie SJ. 2013. Principles of mineral nutrition of plants.Tabriz University Press, 562p.(In Persian) Walters K, Lopez R and Behe B. 2021. Leveraging controlled-environment agriculture to increase key basil terpenoid and phenylpropanoid concentrations: The effects of radiation intensity and CO2 concentration on consumer preference. Frontiers in Plant Science, 11: 598519. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.598519. Wang J, Liu X, Zhang X, Li L, Lam SK and Pan G. 2019. Changes in plant C, N and P ratios under elevated [CO 2] and canopy warming in a rice-winter wheat rotation system. Scientifc reports, 9(1): 1-9. doi.org/10.1038/s41598-019-41944-1. Wang SY, Bunce JA and Maas L. 2003. Elevated carbon dioxide increases contents of antioxidant compounds in field-grown strawberries. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51 (15): 4315–4320. doi.org/10.1021/jf021172d. XiaoYing L, ShiRong G, ZhiGang X, Xue Lei J and Tezuka T. 2011. Regulation of Chloroplast Ultrastructure, Cross-section Anatomy of Leaves, and Morphology of Stomata of Cherry Tomato by Different Light Irradiations of Light-emitting Diodes. HortScience, 46(2): 217-221. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.46.2.217. Yelle S, Richard C, Beeson Jr, Trudel MJ and Gosselin A. 1990. Duration of CO2 Enrichment Influences Growth, Yield, and Gas Exchange of Two Tomato Species. Horticultural science, 115(1):52-57. doi: 10.1021/jf021172d. | ||
| آمار تعداد مشاهده مقاله: 41 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 21 | ||